Uhr und Strom: Ein Handbuch über elektronische Uhren [Reprint 2019 ed.] 9783486774481, 9783486774474

Table of contents :
Vorwort
Inhaltsverzeichnis
A. Elektrische Uhrenanlagen mit Haupt- und Nebenuhren
B. Elektrische Einzeluhren
C. Betrieb und Beschaffung
Sachverzeichnis

Citation preview

UHR UND STROM Ein H a n d b u c h ü b e r e l e k t r i s c h e Uhren

von

Karl Scheibe und Josef' Stamm

Mit 150 Bildern

München und Berlin 1943

V e r l a g v o n R. O l d e n b o u r g

Copyright 1943 by R. Oldenbourg, München u n d Berlin Druck und E i n b a n d v o n R . Oldenbourg, München Printed in G e r m a n y

Vorwort Das vorliegende Buch behandelt in gedrängter Kürze Wesen und Technik der elektrischen Uhren. Dabei werden vorzugsweise Typen und Ausführungsformen berücksichtigt, an deren Gestaltung und Entwicklung G u s t a v S c h ö n b e r g , ein in Uhrmacherkreisen bekannter Uhrenfachmann von Ruf, seit mehr als dreißig Jahren maßgebend beteiligt ist und die infolge ihrer Vielseitigkeit und weiten Verbreitung im In- und Ausland zu einem erheblichen Teil als Grundformen deutscher UhrenFernmeldetechnik angesehen werden können. Die Art, in der besonders das umfangreiche Gebiet der elektrischen H a u p t - und Nebenuhren dargestellt ist, unterscheidet sich von anderen Büchern über das gleiche Thema dadurch, daß manche elektrischen und schaltungstechnischen Einzelheiten mehr aus dem Gesichtswinkel und in der Ausdrucksweise, auch in der zeichnerischen Darstellung des Fernmeldetechnikers als des Uhrmachers erörtert werden. Das erklärt sich daraus, daß von den beiden Verfassern n u r der eine'Uhrenfachmann, der andere aber Fernmeldetechniker ist. Da aber auf dem Gebiet der elektrischen Uhren Fernmeldetechnik und Uhrmacherei vielfach ineinander fließen, sind die Verfasser der Ansicht, daß ihr in enger Zusammenarbeit entstandenes Werk dem Uhrmacher wie dem Fernmeldetechniker die Möglichkeit bietet; sich gegenseitig in ihrer Technik anzuregen und voneinander zu profitieren. Darüber hinaus soll das Buch all denen von Nutzen sein, die sich mit der Beschaffung, dem Bau, der W a r t u n g und I n s t a n d h a l t u n g von elektrischen Uhrenanlagen zu befassen haben. Unter Weglassung alles unnötigen Ballastes haben sich die Verfasser b e m ü h t , nur das Wesentliche darzustellen und sich dabei einer möglichst einfachen, klaren und leicht verständlichen Ausdrucksweise zu bedienen. Dadurch soll es besonders auch dem Nichtfachmann ermöglicht werden, die Zusammenhänge und das, worauf es a n k o m m t , zu erkennen. Dabei wird u. a. an die technischen Sachbearbeiter bei Behörden und großen Unternehmungen gedacht (z. B. Eisenbahn, Post, den maschinentechnischen Büros bei Stadtverwaltungen usw.), zu deren Arbeitsgebiet nicht selten auch die Beschaffung und Betreuung großer und größter elektrischer Uhrenanlagen gehören und denen deshalb ein handliches Buch nicht unwillkommen sein dürfte, das sie über das Wesentliche in guter Manier unterrichtet. l*

—

4

—

Der zur Bearbeitung kommende Stoff gliedert sich in drei Teile. E r s t e r T e i l : Elektrische Uhrenanlagen mit Haupt- und Nebenuhren , Z w e i t e r T e i l : Elektrische Einzeluhren, D r i t t e r T e i l : Betrieb und Beschaffung. Der e r s t e Teil ist der umfangreichste; er enthält eine vollständige Einführung in die Technik der elektrischen Uhr. Nicht nur Haupt- und Nebenuhren werden bis in Einzelheiten beschrieben, sondern auch die hauptsächlichsten auf elektrischem Wege zeitgeregelten Sonderapparate wie Signaluhren, astronomische Schaltuhren, Schiffsuhren, verschiedene elektrische Fernregulierungssysteme sowie Uhrenzentralen werden auf breiter Grundlage erörtert. Auch die durch Motorzeigerlaufwerke betriebenen Großuhren (Turmuhren), Motorschlagwerke verschiedener Ausführungen einschließlich des weltbekannten Westminsterschlagwerks, Turmuhrauslöser und Turmuhrzifferblätter mit ihren Beleuchtungseinrichtungen werden so eingehend behandelt, daß alle mechanischen und elektrischen Zusammenhänge zutage treten. Der z w e i t e Teil ist den elektrischen Einzeluhren gewidmet, unter denen die S y n c h r o n u h r einen breiten Raum einnimmt, die in ihrem Ursprung, ihren Voraussetzungen und zahlreichen Ausführungsformen dargestellt wird. Daneben finden die durch Batterie- und Starkstrom betriebenen E i n z e l u h r e n , unter denen die bekannte A l l s t r o m u h r besonderes Interesse verdient, ausführliche Würdigung. Mit Fragen der Stromlieferungsanlagen sowie der Planung und Ausschreibung elektrischer Uhrenanlagen befaßt sich der d r i t t e Teil. Mit ihm sollen allen nichtfachmännisch vorgebildeten Sachbearbeitern großer Bauvorhaben Fingerzeige für ein zweckmäßiges Beschaffungsverfahren gegeben werden. Den Schluß bildet eine Zusammenstellung gebräuchlicher F a c l i a u s d r ü c k e mit kurzen Erläuterungen, die nicht allein dem Nichtfachm a n n das Verständnis der elektrischen Uhrentechnik erleichtern, sondern auch dem Uhrmacher die Fernmeldetechnik und dem Fernmeldetechniker die Uhrmacherei näher bringen sollen. Möge das Werk allen, die sich über elektrische Uhren zu unterrichten wünschen, ein brauchbares Handbuch sein. F r a n k f u r t a. M., im März 1943 Karl Scheibe.

Josef Stamm.

Inhaltsverzeichnis Seite

Vorwort

3

A. Elektrische Uhrcnanlagcn mit Haupt- und Xebeiiuhren

'J

I. E i n f ü h r u n g ; II. I l a u p t u h r e n 1. Allgemeines 2. Das Pendel 3. Der elektrische Aufzug 4. Der Geber (Kontakteinrichtung) 5. Die Präzisionsauslösung' 6. Die Gangreserve 7. Der S e k u n d e n k o n t a k t 8. Der konstruktive A u f b a u III. N e b e n u h r e n 1. Allgemeines 2. Die Antriebssysteine a) Schaukelanker-System b) E i n f a c h d r e h a n k e r - S y s t e m c) Zwillingsdrehanker-System 3. Bremse und Fanghebcl 4. Geräuscharme u n d geräuschlose Nebenuhrwerke 5. Die geräuschlose Sekunden-Nebenuhr

; . . .

.

IV. S i g n a l u h r e n 1. Allgemeines 2. Der einfache Signalzusatz 3. Der Signalzusatz mit Mehrfachschaltung 4. Der Signalzusatz mit 2 % - M i n u t e n a b s t a n d 5. Der Nebenuhr-Signalzusatz 6. Signalverteiler V. D i e a s t r o n o m i s c h e S c h a l t u h r 1. Prinzip der astronomischen Schalterbetätigung 2. Die Jahresscheiben-Übersetzung 3. Die Schalthebel-Übersetzung 4. Das Schaltwerk 5. Astronomische Ein- u n d Ausschaltung 6. Schlußbetrachtungen VI. D i e M E Z - R e g u l i e r u n g 1. Allgemeines ". 2. Mechanische Richtigstellung der Steigradwelle 3. Feinregulierung durch Ab- oder Zusetzen von Reguliergewichten

9 10 10 12 15 16 20 22 24 27 28 28 2'J 2'J 30 32 33 34 35 3G 3(5 37 40 45 40 47 50 51 52 54 55 56 58 60 60 61 66

—

6

— Seite

VII. Die N o r m a l z e i t - R e g u l i e r u n g 1. E i n f ü h r u n g 2. Der Reguliervorgang 3. Die NZ-Sondereinriclitungen a) An der Zentraluhr Sekundengenaue Ein- und Ausschaltung der Regulierlinien Der Streifenlocher Die Erdschlußüberwachung b) An der Anschlußuhr Die Steuerung der Regulierkontakte Die Sperrung Gangsperre u n d Pendelentkupplung c) Schlußbetrachtungen VIII. IX. X. XI. XII. XIII. XIV.

Das L i n i e n r e l a i s (gepoltes U hre.nrelais) Das Wuchselrelais (Differeiltialrelais) Größenordnung elektrischer Uhrenanlagen Uhrenzentralen Fortsteller Schiffsuhrenanlagen Motorzeigerlaufwerke 1. Allgemeines 2. Das Schaltwerk 3. Die Nachlaufeinrichtung 4. Motorzeigerlaufwerk ohne Nachlaufeinrichtung 5. Die mechanische K u p p l u n g zwischen Motorzeigerlaufwerk Zeigerwerk 6. Schlußbetrachtungen

i

111 113 113 118 118 119 126 127 131 132 140

XVII. T u r m u h r z i f f e r b l ä t t e r 1. Allgemeines 2. Anstrahlbeleuchtungen 3. Kassettenzeiger mit Innenlampen 4. Kassettenzeiger mit Spiegelreflektoren

. . .

B. Elektrische Einzeluhren

•

81 83 87 88 98 100 104 104 105 108 110

und

XV. D e r T u r m u h r a u s l ö s e r XVI. M o t o r s c h l a g w e r k e 1. Allgemeines 2. Das Großsteuerwerk 3. Die selbsttätige Schlagwerks-Richtigstellung 4. Das Kleinsteuerwerk 5. Das I l a m m e r z u g w e r k 6. Das Westminster-Schlagwerk 7. Motorschlagwerk mit 2 Steuerwerken

I. S y n c h r o n u h r o n 1. Einführung' 2. Das Motorprinzip a) Schnelläufer b) Langsamläufer

69 69 70 73 73 74 74 70 78 78 70 80 80

144 1H 146 148 150 153

'

.

153 153 154 155 155

—

7

—

Seite

3. 4. 5. 6. 7. 8.

c) Anwerfeinrichtung d) Schwungscheibe Ausführungsbeispiel eines nichtselbstanlaufenden Synchronmotors Der selbstanlaufende Synchronmotor Ausführungsbeispiel eines selbstanlaufenden Synchronmotors . . Die Gangreserve Ausführungsbeispiel einer Synchronuhr mit Gangreserve . . . Schlußbetrachtungen

II. S o n d e r k o n s t r u k t i o n e n 1. Frequenzuhren a) Einführung b) Frequenzuhr als Einzeluhr c) Frequenzuhr als Hauptuhr d) Frequenzuhr als kombinierte Sekundennebeiv und uhr 2. Synchronuhr mit Fortstellmotor

156 156 157 158 159 162 163 165 166 166 166 167 168

Synchron-

III. S o n s t i g e e l e k t r i s c h e E i n z e l u h r e n 1. Allgemeines 2. Die kleine Batterieuhr 3. Die Allstromuhr C. Betrieb und Beschaffung I. D i e S t r o m v e r s o r g u n g e l e k t r i s c h e r U h r e n a n l a g e n . . . II. P l a n u n g u n d A u s s c h r e i b u n g e l e k t r i s c h e r U h r e n a n l a g e n III. F a c h a u s d r ü c k e m i t E r l ä u t e r u n g e n

168 171 172 172 174 176 179 179 181 194

A. Elektrische Uhrenanlagen mit Hauptund Nebenuhren I. Einführung Eine elektrische Uhrenanlage bestellt aus der H a u p t u h r , einer beliebigen Anzahl von Nebenuhren, die durch eine geineinsame zweidrähtige Leitung an die H a u p t u h r angeschlossen sind, und aus einer Betriebsstromquelle (Elemente- oder SantmlerbaLterie). Das Merkmal der H a u p t u h r liegt in einer YVechselkontakt-Einnchtung, dem sog. Geber, der vom Gehwerk betätigt wird und in Zwischenräumen von einer oder einer halben Minute, in manchen Fällen auch von Sekunde zu Sekunde, einen Gleichstromstoß in stets wechselnder Richtung in die Leitung entsendet, durch den die angeschlossenen Nebenuliren im Gleichschritt fortgeschaltet werden. Anfänglich hat man versucht, mit einem Strom gleichbleibender Richtung (wie beim Telegrafieren), den man periodisch schloß und öffnete, diese Wirkung hervorzurufen, erkannte aber sehr bald, daß es hiermit nicht möglich ist, eine größere Anzahl von Nebenuhren im Gleichschritt zu erhalten (was eine der wichtigsten Voraussetzungen der elektrischen Uhrenanlage ist), weil es zu leicht vorkam, daß die Nebenuhren etwa durch Induktionsströme, Kontaktprellungen oder durch Fremdströme, z. B. atmosphärischen Ursprungs, unregelmäßig fortgeschaltet wurden, womit der wichtigste Zweck der Anlage, nämlich die e i n h e i t l i c h e Zeitangabe, unerfüllt blieb. Frst durch die Entwicklung von Nebenuhrwerken, die nur auf Stromstöße wechselnder Richtung ansprechen (polarisierte Nebenuhrwerke), war das Problem der elektrischen Uhrenanlagc zufriedenstellend gelöst. Hieraus ergibt sich die Notwendigkeit der vorgenannten Wechselkontakt-Einrichtung an der H a u p t u h r . Im übrigen b r a u c h t die H a u p t u h r in keiner Weise »elektrisch« zu sein, d. h. jede Wand- oder Standuhr mit Gewichts- oder Federantrieb könnte Hauptuhr sein, sofern n u r ihre Antriebskraft groß genug ist, um die zusätzliche Wechselkontakt-Einrichtung zuverlässig zu betätigen. Daß man darüber hinaus auch an ihre Ganggenauigkeit hohe Ansprüche stellt, ist selbstverständlich, hängt doch hiervon die richtige Zeitangabe sämtlicher Nebenuhren ab.

—

10

—

Viele vorzügliche Eigenschaften h a t die elektrische Ulirenanlage. An oberster Stelle steht die e i n h e i t l i c h e Zeitangabe durch eine Vielzahl von Nebenuhren, also die Versorgung beliebig großer Bezirke mit richtiger und infolgedessen übereinstimmender Uhrzeit. Dazu k o m m t die wesentlich vereinfachte Überwachung und Instandhaltung, da die elektrische Nebenuhr äußerst anspruchslos ist und unter Umständen jahrelang ohne jede Pflege ihren Dienst t u t . Auch das Wegfallen des lästigen Aufziehens ist ein großer Vorteil; denn es gestattet, Uhren in großer Höhe anzubringen, ohne auf leichte Zugänglichkeit Rücksicht nehmen zu müssen (gute Sichtweite). Weiter sind die mannigfachen Möglichkeiten zur Erfüllung von allen möglichen Sonderaufgaben von Bedeutung, z. B. der Motorbetrieb von Großuhren (Turmuhren) als elektrische Nebenuhren, Zeitsignaleinrichtungen, z. B. für Arbeitsbeginn und -Schluß, Pausensignale und dergl., astronomische Schaltuhren zur selbsttätigen Ein- und Ausschaltung von . Beleuchtungsanlagen entsprechend dem jahreszeitlichen Dunkelheitskalender, selbsttätige Reguliereinrichtungen im Anschluß an öffentliche Zeitsignale usw. . Auf Überseeschiffen sind e l e k t r i s c h e Ulirenanlagen, die aus Haupt- und zahlreichen Nebenuhren bestehen können, deshalb von Bedeutung, weil es bei ihnen mittels besonderer Einrichtungen möglich ist, sämtliche Uhren übereinstimmend und fortlaufend auf diejenige Zeit einzustellen, die der Zeitzone entspricht, in die das in östlicher oder westlicher Richtung fahrende Schiff jeweils gelangt (eine Zeitzone = 15 Langengrade). Derartige elektrische Uhrenanlagen besitzt heute jedes bessere überseeische Fahrgastschiff. Wir sehen also ein weites Gebiet vor uns, das der verhältnismäßig so einfachen H a u p t - und Nebenuhrentechnik im Laufe der letzten Jahrzehnte erschlossen wurde, so daß heute die elektrische Uhr — wie übrigens noch ein anderes Kind der Fernmeldetechnik, der Fernsprecher — aus dem Verkehrsleben unserer Zeit nicht mehr wegzudenken ist.

II. Hauptuhren J. Allgemeines Als H a u p t u h r e n werden in der Regel Pendeluhren verwendet, die entweder mechanisch (durch Gewicht oder Feder) oder elektrisch angetrieben werden. Das Geh- und Zeigerwerk einer H a u p t u h r unterscheidet sich von gewöhnlichen Uhren n u r durch die Kopplung mit einem zusätzlichen Laufwerk, das seinerseits die Kontakteinrichtung — den sog. Geber — zum Betriebe A'on Nebenuhren betätigt. Es sei deshalb zunächst das — übrigens Jahrhunderte alte — Prinzip der Pendeluhr kurz erläutert.

—

11

—

Zwei Achsen (Wellen) sind durch Zahnrader in einem Übersetzungsverhältnis von 1 : 1 2 miteinander gekuppelt, d . h . wenn die eine Achse eine volle Umdrehung macht, dann legt die andere deren 12 zurück. Die langsame Achse wird zum Zwecke konzentrischer Zeigeranordnung gewöhnlich als Hohlachse (Stundenrohr) ausgebildet, durch die die schnelle Achse hindurchgeführt wird. Erstere tragt den Stundenzeiger, letztere den Minutenzeiger, die sich beide im Kreislauf über das Zifferblatt bewegen (s. Zeigerwerk). Die Antriebskraft liefert ein Gewicht (in Ausnahmefällen eine Feder), dessen Schwerkraft mittels Schnur oder Kette auf eine Trommel übertragen wird, die durch ein Zahnrad in das Laufwerk eingeschaltet ist, wodurch dieses angetrieben und die beiden Zeigerachsen in Drehung versetzt werden. .\un kommt es darauf an, den Ablauf des Raderwerks und damit die Umdrehung der beiden Zeigerachsen zeitlich so zu regeln, daß eine volle Umdrehung der schnellen Achse, Minutenwelle genannt, genau 1 Stunde oder 00 Minuten oder 3000 Sekunden dauert. Dies geschieht durch die sog. »Hemmung«, für die es zahlreiche Ausführungsformen gibt. Für Hauptuhren kommt nur die Ankerhemmung in Betracht, deren zeitliche Regelung (außer bei Schiffsuhren) durch das Pendel erfolgt. Die Ankerhemmung (s. Fachausdrücke) besteht aus einem durch das Pendel bewegten zweischenkligen Schwinganker a, der mit seinen bogenförmigen Schenkelenden, den sog. Ankerpaletten p und p1: abwechselnd in die Zahnlücken des Steigrades einschwingt. Letzteres sitzt fest auf einer Welle, die mittels eines Triebes mit hoher Übersetzung in das Räderwerk eingeschaltet ist und infolgedessen unter dem Einfluß der Antriebskraft (Gewicht oder Feder) das Bestreben hat, schnell abzulaufen. Durch den schwingenden Anker wird aber das Steigrad nur schrittweise freigegeben, so daß sein Ablauf tatsächlich durch die Pendelschwingungen zeitlich geregelt wird. Dabei besteht zwischen den Steigradzähnen und den beiden Ankerpaletten bei jedem Schritt eine vorübergehende kraftschlüssige Verbindung derart, daß beim Weiterdrehen des Steigrades der jeweils freiwerdende Zahn an der freigebenden, in einem bestimmten Winkel abgeschrägten Palettenfläche (h und //l7 die sog. Hebflachen)entlang gleitet und hierdurch Anker und Pendel einen kurzen Antriebsimpuls erteilt, durch den das Pendel in Schwingungen erhalten bleibt (s. Grahamgang). Ist Beginn weshalb (es gibt

das Pendel 994 mm lang 1 ), dann dauert jede Schwingung (vom bis zum Ende einer Schwingungsrichtung) genau 1 Sekunde, man ein Pendel dieser Länge als J/i Sekundenpendel bezeichnet auch s/i und y, Sekundenpendel, die entsprechend kürzer sind).

*) Die L a n g e ist a b h a n g i g von der g e o g r a p h i s c h e n

B r e i t e seines

Standortes.

—

12

—

Beim */i Sekundenpendel h a t das Steigrad 30 Zähne, die von den P a l e t t e n des schwingenden Ankers abwechselnd freigegeben werden, wobei sich das Steigrad jedes Mal u m eine halbe Zahnteilung weiter d r e h t , so daß n a c h 60 Ankerschwingungen ( = 60 Pendelschwingungen = 60 Sekunden oder 1 Minute) das Steigrad eine volle U m d r e h u n g vollendet h a t . Ein auf der Steigradachse sitzender Zeiger, der über einem Zifferb l a t t mit 60er Teilung kreist, ist der Sekundenzeiger, an dem ohne weiteres abzulesen ist, wieviel Sekunden jeweils bis zum Ablauf einer vollen Minute noch fehlen. 2. Das Pendel Für I l a u p t u h r e n werden in der Regel :, / 4 oder ] / i S e k u n d e n p e n d e l v e r w e n d e t . Das letztere besitzt die größere Ganggenauigkeit, die außerd e m von seiner A u s f ü h r u n g s a r t a b h a n g i g ist. Man unterscheidet im allgemeinen drei A r t e n (Güteklassen), f ü r deren W a h l die A n s p r ü c h e maßgebend sind, die m a n in bezug auf Ganggenauigkeit an die H a u p t u h r stellt, und die n a t u r g e m ä ß auch im Preis erhebliche Unterschiede aufweisen, nämlich a) das Holzpendel mit Pendellinse für normale Ansprüche, b) das Nickelstahlpendel m i t zylinderförmigem Pendelgewicht und Kompensationseinrichtung f ü r höhere Ansprüche, c) das Riefler-Pendel, ebenfalls ein' Nickelstahlpendel m i t Kompensationseinrichtung f ü r höchste Ansprüche. b und c sind sog. Präzisionspendel. F ü r die Ganggenauigkeit einer P e n d e l u h r spielt der Ausdehnungskoeffizient des Pendelstangenmaterials eine entscheidende Rolle, weil die Schwingungsdauer abhängig ist von der Pendellänge. Die Pendellänge wird zwischen dem A u f h ä n g e p u n k t , richtiger der Schwingungsachse, und dem S c h w i n g u n g s m i t t e l p u n k t gemessen, der p r a k t i s c h identisch ist mit d e m S c h w e r p u n k t des Pendelgewichts (Linse oder Zylinder). Zieht sich in der Kälte die Pendelstange z u s a m m e n , d a n n verschiebt sich das Pendelgewicht nach oben, d. h. das Pendel wird kürzer und schwingt schneller, d e h n t sie sich in der W ä r m e aus, d a n n verschiebt sich das Pendelgewicht nach unten, d. h. das Pendel wird langer und schwingt infolgedessen langsamer. Je kleiner der Ausdehnungskoeffizient der Pendelstange ist, desto geringer sind die Schwankungen in der Schwingungsdauer bei wechselnder T e m p e r a t u r . F ü r Holzpendel eignet sich Tannenholz wegen seines geringen Ausdehnungskoeffizienten, w ä h r e n d sich f ü r Präzisionspendel hoher u n d höchster Ganggenauigkeit eine Legierung aus Nickel und S t a h l als das beste Pendelstangenmaterial erwiesen h a t . Zur P e n d e l a u f h ä n g u n g dient eine besondere V o r r i c h t u n g (Bild 1), bestehend aus d e m oberen und u n t e r e n Pendelfederkörper a u. alt das

sind je zwei Klemmplatten, zwischen denen zwei feine Blattfedern eingespannt sind, die beide Pendelfederkörper miteinander verbinden. Das Oberteil wird in einen konsolartigen Träger der Werkplatine eingehängt und verschraubt, während auf einen beiderseits herausragenden Tragstift im Unterteil das Pendel mit einem gabelförmigen Haken eingehängt wird, der den oberen Abschluß der Pendelstange bildet. Das Pendel hängt und schwingt demnach an zwei dünnen Blattfedern, wobei die Schwingungsachse im oberen Drittel der Blattfederlänge liegt, die, in gedachter Verlängerung, mit der Ankerachse zusammenfällt. Der untere Teil der Pendelstange geht durch das Pendelgewicht hindurch und ist mit einem feinen Gewinde und zwei verstellbaren Muttern versehen (Mutter und Gegenmutter), auf denen das Pendelgewicht aufsitzt, Bild 1 IVmli'laiilluiiKunp das infolgedessen durch Verstellen der Muttern auf und abgeschoben werden kann (grobe Regulierung). Die Verbindung zwischen Pendel und Anker ver- Bilrt .» Pondolfi.ihrl mittelt die sog. Anker- oder Pendelgabel (Bild 2). Schönberg verwendet statt der Gabel einen fest auf der Ankerwelle sitzenden langen Hebel, der an seinem unteren Ende rechtwinklig umgebogen oder mit einem Mitnehmerstift versehen ist, der in die Schwingungsbalm des Pendels hineinragt und nur in der einen Schwingungsrichtung vom Pendel mitgenommen wird. Beim Zurückschwingen folgt der Hebel dem Pendel unter dem Einfluß eines auf der Ankerwelle sitzenden Gegengewichts. Die Mitnahme erfolgt nicht unmittelbar durcli das Pendel, sondern durch eine auf der Pendelstange sitzende und mittels Rändelschraube verstellbare Blattfeder zu dem Zwecke einer genauen Einstellung des Ankerabfalls. Diese Anordnung gestattet nicht n u r ein leichtes Herausnehmen und Wiedereinsetzen des Gehwerks, wobei das Pendel an seinem Platz verbleibt (vgl. S. 27, konstruktiver Aufbau), sondern auch die Anbringung selbsttätiger Reguliereinrichtungen (s. NZ-Regulierung). Das Nickelstahlpendel besitzt außer der groben Regulierung durch Verschieben des Pendelgewichts mittels Mutter und Gegenmutter eine Kompensationseinrichtung, durch welche die geringen durch Temperaturschwankungen hervorgerufenen Längenänderungen durch entgegen-

— 14 — gesetzte S c h w e r p u n k t s v e r s c h i e b u n g e n des P e n d e l g e w i c h t s ausgeglichen (kompensiert) werden zu d e m Zwecke, Beeinflussungen d e r Ganggen a u i g k e i t infolge von T e m p e r a t u r s c h w a n k u n g e n auf ein M i n d e s t m a ß herabzudrücken. Das P r i n z i p der K o m p e n s a t i o n b e r u h t auf der Verschiedenheit d e r A u s d e h n u n g s k o e f f i z i e n t e n zweier Metalle (oder Metallegierungen) z. B. von Nickelstahl u n d Messing; ersterer h a t einen kleinen, letzteres einen großen A u s d e h n u n g s k o e f f i z i e n t e n . W i e Bild 3, eine von S. Riefler e r s t m a l i g angegebene A n o r d n u n g , zeigt, sitzt das Pendelgewicht b n i c h t u n m i t t e l b a r auf der Stellm u t t e r d a u f , sondern auf einem Z w i s c h e n r o h r c aus Messing, das seinerseits auf der S t e l l m u t t e r r u h t u n d zwecks b G r o b r e g u l i e r u n g durch Rechts- oder L i n k s d r e h e n der Stellm u t t e r g e h o b e n oder g e s e n k t werden k a n n , wobei das Pendelgewicht m i t g e h t . V e r l ä n g e r t sich bei W ä r i n e die P e n d e l s t a n g e , wobei sich das P e n d e l g e w i c h t senken w ü r d e , d a n n d e h n t sich gleichzeitig a u c h das Messingrohr aus, u n d zwar s t ä r k e r nach oben als n a c h u n t e n , wo seine Ausd-, d e h n u n g d u r c h die S t e l l m u t t e r begrenzt wird, u n d hebt, infolgedessen das P e n d e l g e w i c h t , w o m i t sich die W i r k u n g der v e r l ä n g e r t e n P e n d e l s t a n g e , d. i. S c h w i n g u n g s v e r l a n g s a m u n g , s e l b s t t ä t i g ausgleicht, nämlich d u r c h V e r l a g e r u n g Kmnpeiisiitionc-des S c h w i n g u n g s m i t t e l p u n k t e s nach oben, was Schwiniu")7'u'iVrim g u n g s b e s c h l e u n i g u n g zur Folge h a t . - P r a k t i s c h bleibt d e m n a c h der S c h w i n g u n g s m i t t e l p u n k t u n v e r ä n d e r t . V e r k ü r z t sich dagegen bei K a l t e die P e n d e l s t a n g e , was eine Verschieb u n g des Pendelgewichts nach oben zur Folge h a t , d a n n v e r k ü r z t sich gleichzeitig a u c h das Messingrohr, u n d zwar — i n f o l g e des größeren Ausd e h n u n g s k o e f f i z i e n t e n — in s t ä r k e r e m Maße als die P e n d e l s t a n g e , so d a ß sich das Pendelgewicht s e n k t , der S c h w i n g u n g s m i t t e l p u n k t also p r a k t i s c h w i e d e r u m u n v e r ä n d e r t bleibt. Selbstverständlich m ü s s e n Länge und sonstige A b m e s s u n g e n des Ausgleichsrohres r auf den A u s d e h n u n g s k o e f f i z i e n t e n der P e n d e l s t a n g e a b g e s t i m m t sein. ' Die G r o b r e g u l i e r u n g mittels S t e l l m u t t e r ist v o n der Gewindesteig u n g u n d der S t e l l m u t t e r d r e h u n g a b h ä n g i g ; dabei ist die Verschiebung des Pendelgewichts n a c h oben oder u n t e n hinsichtlich ihrer W i r k u n g auf B e s c h l e u n i g u n g oder V e r l a n g s a m u n g der P e n d e l s c h w i n g u n g e n genau b e r e c h n e t . Der S t e l l m u t t e r u m f a n g besitzt eine 15-teilige G r a d e i n t e i l u n g m i t v o n fünf zu fünf n u m e r i e r t e n Teilstrichen, w ä h r e n d das auf der S t e l l m u t t e r a u f s i t z e n d e Ausgleichsrohr (das gegen V e r d r e h u n g gesichert, ist) m i t einem Markierstrich versehen ist, so d a ß das A u s m a ß der jeweiligen M u t t e r v e r s t e l l u n g leicht a b l e s b a r ist. Die G e w i n d e s t e i g u n g ist so bemessen, d a ß eine M u t t e r v e r s t e l l u n g u m beispielsweise 15 Teilstriche — das ist,eine volle U m d r e h u n g — eine G a n g ä n d e r u n g v o n 33 S e k u n d e n

— 15 — in einem Z e i t r a u m von 24 S t u n d e n b e w i r k t , u n d zwar als Beschleunigung, wenn die M u t t e r rechts h e r u m , als Verlangsamung, wenn sie links h e r u m gedreht wird. Zur Feinstregulierung besitzt das Nickelstahlpendel eine zusätzliche E i n r i c h t u n g in Gestalt eines auf einer f e d e r n d e n Manschette sitzenden Tellers, der so auf die Pendelstange aufgeschoben wird, d a ß zwischen Schwingungsachse und Tellerfläche ein b e s t i m m t e r , genau berechneter A b s t a n d b e s t e h t . Der Teller dient zur A u f n a h m e von kleinen, ebenfalls genau berechneten stäbchenförmigen Gewichten, durch die eine Schwerp u n k t s v e r l a g e r u n g n a c h oben, mithin eine Gangbeschleunigung v e r u r s a c h t wird. Beispielsweise b e w i r k t das Auflegen des kleinsten S t ä b c h e n s v o n 0,075 g eine G a n g ä n d e r u n g von + 0 , 1 S e k u n d e innerhalb 2 4 S t u n d e n . Ein Stäbchen v o n 0,29 g beschleunigt u m 0,5 Sekunden, ein solches v o n 0,53 g u m eine Sekunde, i m m e r innerhalb v o n 24 S t u n d e n . E i n r i c h t u n g e n , d u r c h die das Auflegen u n d A b n e h m e n derartiger Feinregulierungsgewichte selbsttätig beim Vergleich mit einem elektrischen Zeitzeichen erfolgt (MEZ-Regulierung), werden S. 66 beschrieben. 3. Der elektrische Aufzug Bei gewöhnlichen U h r e n erfolgt der A u f z u g von H a n d etwa alle 24 S t u n d e n , wenn das Gewicht in einer Tiefststellung a n g e k o m m e n ist. Bei einer H a u p t u h r , von deren u n g e s t ö r t e m F o r t g a n g zahlreiche Nebenuhren a b h ä n g i g sind, v e r l ä ß t m a n sich nicht auf den H a n d a u f z u g , sondern m a n h a t selbsttätige elektrische A u f z u g s v o r r i c h t u n g e n in den verschiedensten A u s f ü h r u n g e n entwickelt. E i n e der b e k a n n t e s t e n ist der S c h w u n g r a d a u f z u g von Schönberg, der sich neben seiner einfachen Bauart durch kleine Übersetzung, kleines Gewicht, geringe Reibung u n d große Betriebszuverlässigkeit auszeichnet. Charakteristisch f ü r alle selbsttätigen elektrischen Aufzugsvorrichtungen ist, d a ß m a n den Aufzugsvorgang in v e r h ä l t n i s m ä ß i g kurzen Z e i t a b s t ä n d e n fortlaufend wiederholt, so d a ß das Antriebsgewicht i m m e r n u r eine kurze Strecke a b w ä r t s geht, u m die es bei j e d e m A u f z u g zurückgeholt wird. Hierdurch ist es möglich, den jedesmaligen Gewichtsaufzug mit e i n e m A n k e r a n z u g eines Elektromagneten zu bewerkstelligen. A n o r d n u n g u n d Wirkungsweise des Schönbergschen aufzUgs ist in Bild' 4 dargestellt.

Schwungrad-

Schwungrad und Schnurrolle drehen sich lose auf der Aufzugswelle, auf der a u ß e r d e m f e s t das AufzugSrad sitzt (Zahnrad m i t Schaltklinkenv e r z a h n u n g u n d Sperrklinke). Die kraftschlüssige V e r b i n d u n g zwischen Schwungrad u n d A u f z u g s r a d v e r m i t t e l t die auf der Schwungradspeiche sitzende Stoßklinke, die die S c h w e r k r a f t des sinkenden Gewichts auf die Aufzugswelle ü b e r t r ä g t Von hier wird sie weiter aufs Gehwerk über-

— in

_

tragen, und zwar ü b e r eine Kupplungsfeder, deren Torsionsspannung den Gehwerksantrieb w ä h r e n d des Aufziehens ü b e r n i m m t . Mit dem sinkenden Gewicht d r e h t sich außer der Schnurrolle a u c h das Schwungrad, und zwar solange, bis ein in seinem Umf a n g sitzender K o n t a k t s t i f t einen K o n t a k t h e b e l b e r ü h r t . Hierdurch wird d e r Stromkreis f ü r einen Elektrom a g n e t e n geschlossen, der infolgedessen einen drehbaren A n k e r anzieht, auf dessen Achse der K o n t a k t hebel befestigt ist. Beim Ankeranzug versetzt der Kontakthebel dem Schwungrad einen k r a f t i g e n Stoß, so d a ß es s a m t der Schnurrolle weit ausschwingt, wobei das Bild 4 E l e k t r i s c h e r 'Vtil/ug n a c h S c l i o n h e r g Gewicht zurückgeholt, also 1 Schwungrad, 0 Kupplungsfetier. 2 Schnurrolle, 1 Kontaktstill »aufgezogen« w i r d . Dabei ,1 A u f z u R S w e l l e . S Kcmtaklheliel •I A u l / u g s r a d n u l S p e r r k l i n k e . e n t f e r n t sich a u c h der Kon9 \nker, .) S l o l t k l i n k e 10 Z u g l e d e r . t a k t s t i f t wieder v o m Kont a k t h e b e l , w i r k t also wie ein Selbstunterbrecher und m a c h t den Elektrom a g n e t e n wieder stromlos, so d a ß Anker u n d K o n t a k t h e b e l u n t e r dem E i n f l u ß einer Zugfeder in ihre Ruhelage zurückkehren. J e nach der K r a f t des Stoßes, der -das Schwungrad fortschleudert u n d die vom 7Aistand der A u f z u g s b a t t e r i e abhängig ist, wiederholt sich dieser Anfzuffsvorsans: etwa alle vier bis fünf Minuten. " ' r> I][ ' - HauptWicklung von Rl, st, Signalwecker, —

von RI

Das letztere, dessen Ansprechzeit durch einen regelbaren VorschaltWiderstand etwa zwischen 6 und 30 Sekunden einstellbar ist, schaltet das i?II-Relais ein, das mit r l l den Signalstromkreis öffnet (womit Rl und Th wieder stromlos werden und die Signale aufhören) und sich über den gleichen Kontakt hält. Da der i?-Hebel erst nach etwa drei Minuten von der nächsten Nocke wieder gehoben wird, erfolgt die Öffnung des a-Kontaktes durch den in der Zeichnung nicht dargestellten ^4-Hebel, der bereits nach etwa 30 Sekunden einfällt und a öffnet, womit auch das R II-Relais wieder stromlos wird. Mit der SV-Uhr lassen sich also in 10 verschiedenen Stromkreisen Weckersignale zu beliebigen Zeiten mit einem Mindestabstand von fünf zu fünf Minuten geben, wobei jeder Stromkreis seine eigenen Signalzeiten haben kann. Da die von der Stiftwalze betätigten Kontakte nur eine Schaltleistung von 3 Watt besitzen, müssen die einzelnen Signalstxomkreise durch Relais, z. B. Quecksilberrelais, eingeschaltet werden, was den Vorteil mit sich bringt, daß man in bezug auf Si° g n a i e r z e u g e r (Z. B. S t a r k Scheibe, Uhr.

Bild 36. S'ignalverteiler mit 5 umschaltbaren DoppelMromkreisen. ('/, nat. Große.) 4

— 50 — Stromwecker) und Stromspeisung (z. B. durch Transformatoren) freie Hand hat. Ein weiteres Beispiel für die zahlreichen Variationsmöglichkeiten ist die in Bild 36 dargestellte SV-Uhr. Sie unterscheidet sich von der vorbeschriebenen zunächst durch das angebaute Wochentagsschaltwerk, dessen Antrieb grundsätzlich der gleiche ist, wie in Bild 27 dargestellt. Statt der Wochentags Scheibe besitzt es jedoch eine Wochentags w a l z e zur Aufnahme von Schaltstiften, durch welche Wechselkontakt-Federsätze betätigt werden dergestalt, daß jeweils an bestimmten Wochentagen bestimmte Federsätze umgeschaltet werden.

Bild

37

Prm/ipstroml.uii

zu B i l d

36.

Die große Stiftwalze, die in diesem Falle nur bis zu fünf Signalstromkreise bedienen kann, enthält je Stromkreis zwei Federsätze mit Arbeitskontakt sowie zwei Stiftkreise. Durch die Wechselkontakte d«s Wochentagsschaltwerks kann nun die Signalgabe so gesteuert werden, daß an bestimmten Tagen die Stifte des einen, an anderen Tagen die Stifte des anderen Stiftkreises wirksam sind. Das bedeutet, daß an bestimmten Tagen die Signalzeiten in einzelnen oder. allen Stromkreisen beliebig wechseln. Das Schaltungsprinzip ergibt sich aus Bild 37.

V. Die astronomische Schaltuhr, Bild 38 Unter den zahlreichen elektro-uhrentechnischen Apparaten, die von einem iV£/-Werk angetrieben und von einer HU zeitgeregelt werden, bietet die astronomische Schaltuhr ein besonders reizvolles Beispiel der sinnreichen Kombination von Uhrmacherkunst und Elektrotechnik. Dieser Schaltapparat dient zur selbsttätigen Ein- und Ausschaltung hauptsächlich von elektrischen Beleuchtungsanlagen entsprechend dem jahreszeitlichen Dunkelheitskalender (ohne Berücksichtigung der Mond-

— 51 — phasen). Der Apparat kann z. B . die Straßenbeleuchtung einer ganzen Stadt selbsttätig in dem Sinne regeln, daß bei abnehmenden Tagen die Einschaltung von Tag zu Tag früher, die Ausschaltung von Tag zu Tag später erfolgt, bei zunehmenden Tagen umgekehrt. Dabei braucht die Ausschaltung nicht jahreszeitabhängig zu sein, sondern sie kann auch nach Bedarf, also auf einen beliebigen Zeitpunkt, einstellbar sein. Auch

Bild

38

Astronomische

Schaltuhr.

für die Einschaltung ist es in manchen Fällen erwünscht, sie unabhängig von der Jahreszeit, also nach Bedarf einstellbar zu machen, während die Ausschaltung selbsttätig nach dem Dunkelheitskalender erfolgt. Die jahreszeitabhängige Betätigung der Schalter bezeichnet man als »astronomische« Ein- und Ausschaltung, und den Schaltapparat als »astronomische Schaltuhr«. 1. Prinzip der astronomischen Schalterbetätigung Das Prinzip einer »astronomischen« Schalterbetätigung zeigt Bild 39 schematisch. A ist eine Scheibe, die, durch ein nicht dargestelltes Uhrwerk angetrieben, in 24 Stunden eine Umdrehung macht. Auf der 4*

— 52 — Scheibe ist ein drehbar gelagerter Hebel h angeordnet, der mit seinem freien Ende, in dem ein Schaltstift sitzt, etwas über den Scheibenumfang hinausragt, so daß die Zacken eines Sternrades st in der Stiftbahn liegen. Da sich die Scheibe in 24 Stunden einmal dreht, stößt der Schaltstift täglich zu einer bestimmten Zeit gegen einen Zacken des Sternrads und schaltet es im Weitergehen um einen Zacken weiter, wodurch ein nicht dargestellter Quecksilberschalter betätigt wird. Der Hebel stützt sich mit. einer Nase unter Einwirkung einer Zugfeder auf den Umfang einer herzförmigen Kurvenscheibe g, die einen Scheitelpunkt und, gegenüberliegend, eine Einbuchtung besitzt. Sie wird von dem gleichen Uhr9 werk, das die Scheibe antreibt, in 365 Tagen einmal g: A -st gedreht und heißt deshalb J a h r e s s c h e i b e . Der H e b e l t sei im nachstehenden »Kalenderhebel« genannt, denn er verändert, wie aus der Zeichnung ohne weiteres hervorgeht, seine Lage dauernd entsprechend der Jahreszeit (infolge Drehung der Jahresscheibe). Vom Scheitelpunkt ab fällt er zunächst so lange, bis die Hebelnase in der Einbuchtung angelangt ist, von da ab steigt er wieder bis zum Scheitelpunkt. Hieraus ergibt sich, daß er während der Fall-Periode den SchaltB i l d 39. P r i n z i p der a s t r o n o m i s c h e n S c h a l l e r stern von Tag zu Tag etwas betatigung. früher, während der SteigA 24-Stundensclieibe, g Jahresscheibe, Ii K a l e n d e r h e b e l , st S c h a l t s t e r n . periode von Tag zu Tag etwas später betätigt. Werden nun Uhrwerk und Jahresscheibe so eingestellt, daß die Nase des Kalenderhebels am 21. Juni auf dem Scheitelpunkt der Jahresscheibe steht, dann wird sie am 21. Dezember in der Einbuchtung angelangt sein, woraus sich dann zwangsläufig die »astronomische« Betätigung des Schaltsterns ergibt.

1

2. Die Jaliressclieiben-Übersetzung Mit Vorstehendem ist lediglich der Grundgedanke einer astronomischen Schaltuhr gezeigt, dessen praktische Anwendung in Verbindung mit einer NU die Lösung einiger zusätzlicher Probleme erfordert, die auf konstruktionstechnischem Gebiet liegen. Hierzu gehört in erster Linie

— 53 — eine zweckmäßige Übersetzung zwischen NU-Werk und Jahresscheibe, die auf ebenso einfache wie sinnreiche Weise durch ein zweistufiges Differentialgetriebe erreicht wird und in Bild 40 schematisch dargestellt ist. Der Ausgangspunkt ist die Minutenwelle a der NU, die in 60 Minuten eine U m d r e h u n g m a c h t . Sie endet als Trieb mit sechs Zähnen, das zwei konzentrische Zahnräder b und c antreibt, die sich unabhängig voneinander drehen, indem Rad b lose und Rad c fest auf der Welle d sitzen. Ebenfalls fest auf d sitzt das Trieb e, das mit einem weite1 ° ren Zahnrad / in Eingriff steht. I i 4 Dieses sitzt fest auf der Welle / j , g ' A T -d rb die drehbar im Zahnrad b gelagert ist, durch das sie hine f!-11111Iii f durchgeht und auf ihrem ande«niiniiinu 111 u 11 nTj Ii iiiHiuin ren Ende die Kurvenscheibe J; s Ii L (Jahresscheibe) g t r ä g t . Sie m a c h t e i n e U m d r e h u n g in der Zeit, in der die Minutenwelle a 8760 Umdrehungen macht.

7—Jö

Wie k o m m t diese außerordentliche Übersetzung von 8760:1 zustande ? Das Trieb a h a t sechs und das Rad b 144 Zähne, woraus, sich ein Übersetzungsverhältnis von 2 4 : 1 ergibt. Rad b ist also nichts anderes als das uns bereits aus der Signaluhr-Technik beBild 40. Ü b e r s e t z u n g s g e t r i e b e 8 7 6 0 : 1 . k a n n t e 24-Stundenrad, das in a Jlinutenwelle mit Trieb, e Trieb, 24 Stunden eine Umdrehung b loses 2 4 - S t u n d e n r a d , f Planetenzahnrad, c festes 24-Stundenrad, / , Welle, m a c h t . Das Rad c, das ebenfalls d Welle, y Jahressclieibe. von a angetrieben wird, besitzt n u n aber nicht 144, sondern 146 Zähne, bleibt infolgedessen bei jeder vollen Umdrehung von b um zwei Zähne zurück, woraus sich ergibt, daß, wenn b 73 Umdrehungen gemacht hat, c in der gleichen Zeit n u r 72 zurückgelegt hat, also u m eine volle Umdrehung zurückgeblieben ist. Das gleiche gilt von dem auf derselben Welle sitzenden Trieb e, u m das das Zahnrad / »wie ein Planet« kreist entsprechend den Umdrehungen des Zahnrades b, das ja der Träger des Zahnrades / und seiner Welle ist. Bleibt e gegen den Umlauf von / zurück, dann wird / unabhängig von seinem Planetenumlauf u m seine eigene Achse gedreht. Da das Übersetzungsverhältnis zwischen e und / 5 : 1 beträgt, hat das Zahnrad /

— 54 — immer dann, wenn c und e gegenüber b u m eine volle Umdrehung zurückgeblieben sind, w a s n a c h j e d e m 73. T a g d e r F a l l i s t , eine x / 5 eigene U m d r e h u n g zurückgelegt, b r a u c h t demnach zu einer vollen Umdrehung 5 mal 73 = 365 Tage. 365 Tage sind aber 365 mal 24 = 8760 Stunden = 8760 Umdrehungen der Minutenwelle a. Damit h a t aber auch die auf der Welle f1 sitzende Jahresscheibe eine volle Umdrehung zurückgelegt, womit das Geheimnis der Übersetzung 8760:1 gelöst ist. 3. Die Schalthebel-Üljersctzung Gemäß Bild ,39 stützt sich der Kalenderhebel auf die Kurve der Jahresscheibe und verändert infolgedessen seine Lage dauernd entsprechend der fortschreitenden Drehung der Jahresscheibe. Diese Lageveränderung ist nun aber in Wirklichkeit zu klein, um durch sie eine veränderliche und dazu in gewissen Grenzen noch besonders einstellbare Schalterbetätigung zu bewirken; sie m u ß deshalb durch eine Übersetzung stark vergrößert werden. Die hierfür getroffene Anordnung zeigt schematisch Bild 41. Der Kalenderhebel h endet in einem Zahnkranz und sei deshalb von jetzt ab als »Kalenderrechen« bezeichnet. E r steht in Eingriff B i l d 41. Schaltliebelubersetzung. mit einem Zahnrad, auf dem der g .Tahresscheibe, s Schalthebel h Kalenderrechen, st S c h a l t s t i f t . Schalthebel s sitzt. Das Übergl G l e i t s t i f t , setzungsverhältnis zwischen Kalenderrechen und Zahnrad beträgt 1:3, so daß die Bewegungen des Rechens um das Dreifache vergrößert auf den Schalthebel übertragen werden, der bei zunehmenden Tagen nach rechts, bei abnehmenden nach links geschwenkt wird, so daß der im Schalthebel sitzende Schaltstift st bei seinem täglichen Umgang entweder von Tag zu Tag früher (bei abnehmenden Tagen) oder von Tag zu T a g später (bei zunehmenden Tagen) auf eine Zacke des Schaltsterns t r i f f t und ihn u m einen Schritt weiter schaltet, d. h. den Quecksilberschalter betätigt. Der Schalthebel s, der unter der Einwirkung einer Zugfeder / steht, ist am E n d e als Kreisausschnitt mit mehreren in der Kreisbahn liegenden Gewindelöchern ausgebildet, in diejder Schaltstift st nach Belieben eingeschraubt werden kann. Dadurch ist es möglich, den Zeitpunkt der Einschaltung in gewissen Grenzen zu verändern zu dem Zweck, den Be-

— 55 — ginn der Beleuchtung nicht allein von der Jahreszeit abhängig zu machen, sondern ihn erforderlichenfalls den wirklichen Bedürfnissen anpassen zu können. Sitzt der Schaltstift im mittleren Loch, d a n n erfolgt die Schalterbetätigung genau der Jahreszeit entsprechend; wird er nach links versetzt, dann erfolgt die Schalterbetätigung früher, wird er nach rechts versetzt, dann erfolgt sie später, als es der Jahreszeit entspricht. Dabei beträgt der Zeitunterschied von Gewindeloch zu Qewindeloch 15 Minuten, so daß, da rechts und links des Mittellochs je vier weitere Löcher vorgesehen sind, die Schaltzeit bis zu einer Stunde früher oder später gegenüber der astronomischen Schaltzeit eingestellt werden kann. Die Zugfeder / sorgt dafür, daß sich der Kalenderrechen mit seinem Gleitstift gl stets mit leichtem Druck auf die Kurve der Jahresscheibe g stützt, so daß er bei der langsamen Drehung der Jahresscheibe mit vollkommener Sicherheit gesteuert wird. 4. Das Schaltwerk Zur Betätigung des Quecksilberschalters dient ein gut ausgedachtes Schaltwerk, das sich besonders durch seine Einfachheit auszeichnet und in Bild 42 schematisch dargestellt ist. Es besteht im wesentlichen aus dem Kipphebel a mit der Quecksilberröhre, der durch eine Zugfeder in der »Aus«-Stellung gehalten wird. Dabei stützt er sich mit einem Stift auf die Nockenscheibe b, die mit 4 Nocken versehen ist. Weitere Bestandteile sind die beiden vierzackigen Schaltsterne E und A (für Ein- und Ausschaltung) und der mit einer Gleitrolle versehene Bastenhebel' c, durch den die von den Schaltstiften st langsam eingeleiteten Schaltbewegungen der Sterne schlagartig vollendet und diese in ihrer Endstellung fixiert werden, womit gleichzeitig eine exakte Momentschaltung des Quecksilberschalters bewirkt wird. Nockenscheibe und Schaltsterne sitzen fest auf gemeinsamer Achse, so daß mit jeder Schaltbewegung der Sterne auch die Nockenscheibe gedreht wird, die dabei, wie aus der Zeichnung leicht ersichtlich, bei der ersten Achtelumdrehung den Kipphebel in die »Ein«-Stellung drückt und darin hält, während bei der nächsten Achtelumdrehung der Kipphebel durch die weiterwandernde Nocke freigegeben wird und infolgedessen wieder in die »Aus«-Stellung kippt. Bei der Schalterbetätigung ist also zu unterscheiden die Einschaltung und die Ausschaltung, die grundsätzlich durch getrennte Einrichtungen, den E-Stern und den ^4-Stern, erfolgen. Sie werden durch getrennte Schaltstifte betätigt, wobei m a n zu unterscheiden hat a) astronomische Betätigung (mit beschränkter Einstellbarkeit) b) Betätigung zu beliebig einstellbaren Zeiten.

— 56 — In ersterem Falle sitzt der Schaltstift in dem durch den Kalenderrechen beeinflußten Schalthebel, in letzterem Falle im 24-Stundenrad, das ähnlich der bekannten Signalrad-Ausführung mit 96 Gewindelöchern in der Kreisbahn versehen ist. Da jedes Gewindeloch einen Zacken des A-Sterns zu einer ganz bestimmten Zeit passiert, kann durch Ein-

b Nockenscheibe. c R a s t e n h e b e l m i t (ileitrolle,

A E

Schaltstern zum Schaltstern zum

Ausschalten, Einschalten.

setzen des Schaltstifts in das entsprechende Gewindeloch die Ausschaltung des geschlossenen Quecksilberschalters auf jeden beliebigen Zeitpunkt eingestellt werden, allerdings nur in Stunden-Stufung 1 ). Wir sehen also, daß die a s t r o n o m i s c h e Schalterbetätigung vom Schalthebel, die b e l i e b i g e Schalterbetätigung vom 24-Stundenrad ausgeht. 5. Astronomische Ein- und Ausschaltung Sollen sowohl E i n - wie Ausschaltung astronomisch erfolgen, dann sind, wie Bild 43 schematisch zeigt, zwei Schalthebel erforderlich, der 1

) D a s e r g i b t sich a u s folgender R e c h n u n g ' : A n z a h l d e r G e w i n d e l o c h e r 96. U m d r e h u n g s z e i t des S i g n a l r a d e s 24 h = 1440 m i n . 1440 W e g e z e i t von L o c h zu Loch - - = 15 m i n .

— 57 — E 2 -Hebel, dessen Schaltstift (st) in den Abendstunden, und der ^4 2 -Hebel T dessen Schaltstift in den Morgenstunden wirksam wird. Da demnach, beispielsweise bei abnehmenden Tagen, der £ 2 - S t i f t von Tag zu T a g etwas früher, der ^ g - S t i f t dagegen von T a g zu Tag etwas später wirksam werden muß, muß die kalendermäßige Verstellung der beiden Schalthebel gl

gl

A3 Bild 43.

E

A

st

st ¿H\ Stundenrad

St

Gegenläufige Schalthebelubersetzung. gl Gleitstifte, E t Kalenderrechen zum Einschalten, st Schaltstifte, At Schalthebel zum Ausschalten, £ 2 Schalthebel zum Einschalten, .4 Jahresscheibe zum Ausschalten, A s Schaltstern zum Ausschalten, E Jahresscheibe zum Einschalten, E 3 Schaltstern zum Einschalten. .4, Kalenderrechen zum Ausschalten,

g e g e n l ä u f i g erfolgen. Dies geschieht in der Weise, d a ß jedem Schalthebel seine eigene Jahresscheibe E und A mit eigenem Kalenderrechen (E 1 und A^) zugeordnet wird. Die beiden Jahresscheiben sind um etwa 165° gegeneinander verstellt, was zur Folge hat, daß der eine Kalenderrechen (Ej) entsprechend den S o n n e n u n t e r g a n g s z e i t e n , der_ander& Der Verstellwinkel r i c h t e t sich nach der geographischen Breite.

—

58

—

(ylx) entsprechend den Sonnen a u fgangszeiten steigt bzw. fällt. Hieraus ergibt sich die entsprechende gegenläufige Verstellung der beiden Schalthebel. E i n s t e l l u n g b e i I n b e t r i e b n a h m e . Selbstverständlich muß die Schaltuhr bei Inbetriebnahme zeitgerecht, d. h. auf Jahreszeit sowie auf Stunde und Minute der Inbetriebsetzung eingestellt werden. Erfolgt die Inbetriebnahme z. B. im Oktober, dann m u ß die Jahresscheibe bzw. müssen die Jahresscheiben in die entsprechende Stellung gebracht werden. Sie sitzen deshalb auf der Jahreswelle mit der in der Uhrentechnik häufig angewendeten »Verreibung« (Friktionsverbindung) u n d tragen auf einem nach oben verlängerten Schaft eine Rändelscheibe, die wir als »Monatsscheibe« bezeichnen wollen (vgl. Bild 38). Auf ihr sind in zwölf durch Teilstriche abgeteilten Abschnitten die Monatsbezeichnungen J a n u a r bis Dezember eingraviert; außerdem ist jeder Monatsabschnitt durch zwei weitere Teilstriche in drei Unterabschnitte unterteilt, so daß jeder Unterabschnitt einem Zeitraum von rund 10 Tagen entspricht. R i c h t p u n k t für die Monatsscheibeneinstellung ist der Drehpunkt der Kalenderrechen, deren nach oben verlängerte Achse dicht neben der Rändelscheibe liegt und auf ihrer Stirnfläche einen Markierstrich besitzt. Durch Drehen der Monatsscheibe von Hand werden auch die Jahresscheiben gedreht (selbstverständlich ohne Veränderung ihres gegenseitigen Verstellwinkels). Erfolgt die Inbetriebnahme beispielsweise am 20. Oktober, d a n n dreht man die Monatsscheibe so, daß der zweite Teilstrich des Oktober-Abschnitts auf den Markierstrich der Kalenderachse zeigt. Ist der Inbetriebsetzungstag kein Dekadentag, z. B. der 25. Oktober, d a n n m u ß die richtige Stellung der Monatsscheibe geschätzt, also in dem vorliegenden Falle so gestellt werden, daß der Markierstrich der Kalenderachse etwa auf die Mitte zwischen zweitem und drittem Oktober-Teilstrich zu stehen k o m m t . F ü r die S t u n d e n - E i n s t e l l u n g ist das 24-Stundenrad maßgebend, das zu diesem Zweck ein 24-Stunden-Zifferblatt mit Halbstundenteilung trägt. R i c h t p u n k t für seine Einstellung ist der in den Lochkreis hineinragende Zacken des E-Stern. Erfolgt die Inbetriebsetzung beispielsweise u m 10,45 Uhr, d a n n wird das 24-Stundenrad so gestellt, daß die Zacke des -E-Sterns auf der Mitte der Halbstundenteilung vor 11 Uhr steht. Zuletzt erfolgt die M i n u t e n - E i n s t e l l u n g durch Drehen der Minutenwelle, die zu diesem Zweck m i t einem Rändelknopf und einem Zeiger über einem Minuten Zifferblatt versehen ist. 6. Schlußbetrachtungen W i e schon eingangs erwähnt, kann die astronomische Schaltuhr die selbsttätige Ein- und Ausschaltung der städtischen Straßenbeleuchtung steuern. Dabei wird m a n die Anordnung im allgemeinen so treffen, daß

— 59 — die Einschaltung astronomisch, die Ausschaltung zu einer nach Bedarf einstellbaren Zeit erfolgt, wozu eine Schaltuhr mit nur einem Schalthebel erforderlich ist. Mannigfaltiger sind die Anforderungen auf dem Gebiet der Schaufenster-Beleuchtung, wo es z. B . vorkommen kann, daß nicht die E i n -

B i k l 44

Astronomisches

Universal-ftchaUwerk.

Schaltung, sondern die Ausschaltung astronomisch erfolgen soll. typisches Beispiel hierfür ist das folgende:

Ein

Die Schaufenster eines Kaufhauses in einem Bergwerksort sollen im Winter in den frühen Morgenstunden (zur Zeit des Schichtwechsels, zu der starker Straßenverkehr herrscht) erleuchtet sein; dagegen soll die Ausschaltung der Beleuchtung nach eingetretener Tageshelligkeit, also astronomisch, erfolgen. In diesem Falle schaltet der Schaltstift im 24-Stundenrad, der beispielsweise in das Gewindeloch 5,30 Uhr eingesetzt wird, die SchaufensterBeleuchtung ein, während der Schaltstift im Schalthebel die Ausschaltung bewirkt.

—

60

—

Ein weiteres typisches Beispiel für die praktische Anwendung der astronomischen Ein- u n d Ausschaltung ist die Zifferblattbeleuchtung von Turmuhren. Verzichtet man auf die u n m i t t e l b a r e Betätigung des Quecksilberschalters und verwendet statt dessen Hilfskontakte, die, von den Schaltstiften betätigt, ihrerseits Schwachstrom-Starkstrom-Relais einschalten, dann kann die Schaltuhr zu einem Universal-Schaltwerk ausgebildet werden, das Ein- und Ausschaltung nach Belieben astronomisch oder nach Bedarf einstellbar vermitteln kann. Das Schaltwerk besitzt dann drei Kontaktfedersätze, von denen der eine im Bereich des 24-Stundenrades, die beiden anderen im Bereich der astronomischen Schalthebel liegen. Ihre Anordnung läßt Bild 44 erkennen. E i n e wichtige Grundbedingung muß indessen jede astronomische Schaltuhr erfüllen, nämlich sie muß r i c h t i g gehen. Am zuverlässigsten wird diese Bedingung von der als NU ausgebildeten Schaltuhr erfüllt, deren Ganggenauigkeit von einer guten HU geregelt wird, während von einem Synchron-Uhrwerk oder gar von einem billigen Federzugwerk angetriebene Schaltuhren zwar billiger, aber dafür weniger zuverlässig sind.

VI. Die MEZ-Regulierung MEZ = Mitteleuropäische Zeit 1. Allgemeines Uhren, die die richtige Zeit anzeigen, sind zur glatten Abwicklung des Eisenbahnverkehrs unentbehrlich. Aus diesem Grunde übermittelt die Deutsche Reichsbahn den deutschen Eisenbahnstationen einmal täglich ein elektrisches (telegrafisches) Zeitzeichen, nach welchem die im Verwaltungsbereich der DRB betriebenen Uhren auf richtige Zeit eingestellt werden. In der überwiegenden Mehrzahl handelt es sich dabei um die Einstellung von Hauptuhren, deren Nebenuhren dann ja ohne weiteres richtig gehen. Die tägliche Einstellung auf richtige Zeit, wobei es sich — infolge der von Haus aus hohen Ganggenauigkeit der Hauptuhren — immer nur um Korrekturen von wenigen Sekunden handelt, erfolgt rein selbsttätig; die dazu erforderlichen Einrichtungen werden unter dem Sammelbegriff »MEZ-Regulierung« zusammengefaßt. Das Zeitzeichen kommt dergestalt auf einer Ruhestrom-Telegraphen leitung an (Bild 45), daß kurz vor 8 Uhr der Ruhestrom unterbrochen und genau um 8 Uhr wieder geschlossen wird 1 ). Der Anker des in der Morseleitung liegenden Ruhestromrelais fällt infolgedessen ab und schalDie R e g e l z e i t e n des von Berlin g e g e b e n e n Zeitzeichens sind 7 U h r 59' 1 0 " B e g i n n ; 8 I hr 0 ' 0 " S c h l u ß .

—

61

—

t e t hierdurch einen Lokalstromkreis ein, in welchem die Magnetwicklung des Morseschreibers und, in Hintereinanderschaltung, das zur MEZRegulierung gehörige C-Relais liegen. P u n k t 8 U h r setzt der R u h e s t r o m in der Telegrafenleitung wieder Ruhestromleitung ein, das Morsereiais spricht infolgedessen wieder an, wodurch der Lokalstromkreis geöffnet, Morseschreiber u n d C- Relais also wieder stromlos werden. Diese Vorgänge werden ben u t z t , u m die H a u p t u h r mit der richtigen Zeit sekundengenau in Ü b e r e i n s t i m m u n g zu Hauptuhr bringen. mit M E Z. RegulierDabei müssen VorkehrunEinrichtg gen getroffen werden, daß durch das Schlußzeichen, welches dem Zeitzeichen u n m i t t e l b a r folgt Bild 43. P r i n z i p s t r o m l a u f d e s JIEZ-Zeiclieiis. u n d aus mehreren schnell aufeinander folgenden S t r o m u n t e r b r e c h u n g e n b e s t e h t , der Gang der H a u p t u h r nicht beeinträchtigt w i r d ; a u c h durch das etwaige Ausbleiben des Zeitzeichens oder sonstige Störungen darf die H a u p t u h r nicht beeinf l u ß t werden. Zwei A r t e n der M E Z - R e g u l i e r u n g sollen im n a c h s t e h e n d e n behandelt werden, n ä m l i c h : a) die mechanische Richtigstellung (Vor- oder Zurückstellung) der H a u p t u h r v o n der Steigradwelle aus, b) Feinregulierung durch selbsttätiges Ab- oder Zusetzen von Reguliergewichten a m Pendel. 2. Mechanische Richtigstellung der Steigradwelle A m einfachsten ist das P r o b l e m zu lösen, i n d e m m a n die H a u p t u h r auf Voreilung reguliert, sie in d e m Moment, wo sie 8 Uhr anzeigt (wobei der Sekundenzeiger auf Null stehen muß), elektromechanisch a n h ä l t (z. B. d u r c h A b f a n g e n des Pendels a m E n d e einer Schwingung) und bei Schluß des Zeitzeichens, also P u n k t 8 U h r r i c h t i g e r Z e i t , zum Weitergehen freigibt. Diese vielfach angewendete A n o r d n u n g h a t jedoch den Nachteil, d a ß die H a u p t u h r v o r E i n t r e f f e n des Zeitzeichens effektiv falsch, nämlich v o r geht, u n d d a ß sich bei Ausbleiben des Zeitzeichens dieser Fehler f o r t l a u f e n d vergrößert. Ein weiterer Nachteil liegt darin, d a ß im Falle d e s A u f t r e t e n s eines D a u e r s t r o m s in der Regulierleitung die H a u p t u h r u n d m i t ihr alle angeschlossenen N e b e n u h r e n stehen bleiben, weil das P e n d e l nicht wieder freigegeben wird.

—

62

—

Zweckmäßiger sind deshalb Reguliereinrichtungen, bei denen der Sekundenzeiger durch das Zeitzeichen auf Null gestellt wird, einerlei, ob die Uhr vor- oder nachgegangen ist, der Sekundenzeiger also je nach Bedarf vor- oder zurückgestellt werden kann. Denn dann kann die Hauptuhr von Haus aus auf höchstmögliche Ganggenauigkeit reguliert werden, so daß durch das Zeitzeichen Korrekturen von nur wenigen Sekunden nötig werden und bei etwaigem Ausbleiben des Zeitzeichens nur geringfügige Gangfehler bestehen bleiben. Die beliebige Vor- oder Zurückstellung " des Sekundenzeigers, der selbstverständlich das ganze GehB i l d 4 6 . E i n r i c h t u n g zum V o r - und Z u r ü c k s t e l l e n werk samt Minuten- und der S t e i g r a d w e l l e . Stundenzeiger folgen muß, erfordert eine Entkupplung zwischen Steigrad und Anker. Die hierfür in Betracht kommenden kinetischen Vorgänge läßt das sohematische Bild 46 erkennen. Die Steigradwelle (5) ist achsial verschiebbar gelagert, so daß bei eintretender Verschiebung das Steigrad den Bereich der Ankerpaletten verläßt. Auf der Steigradwelle sitzt ein zylindrischer Körper (11), dessen eine Stirnseite kurvenförmig ausgebildet ist. Ein nach der Entkupplung vorübergehend auf die Kurvenfläche drückender Stift (9) gibt der Welle eine kurze Drehung links oder rechts herum, je nachdem, ob der Stift vor oder hinter dem Scheitelpunkt der Kurve auftrifft. Die Drehung ist beendet, sobald der Stift im Tiefpunkt der Kurve angekommen ist. In dieser Stellung steht der auf der Steigradwelle sitzende Sekundenzeiger auf Null. Der Druckstift sitzt in dem einen Arm eines drehbar gelagerten zweiarmigen Hebels (8) und wird, sobald der andere Hebelarm durch Verschieben der Anschlagscheibe (13) freigegeben wird, durch eine Feder gegen den Kurvenzylinder gedrückt, womit zunächst ein »Durchgehen« des Laufwerks — das eintreten würde, sobald das Steigrad die Ankerhemmung verläßt — unterbunden ist. Die Anschlagscheibe sitzt auf einer Schubstange (3), die durch den Anker eines Elektromagneten (2), sobald dieser Strom erhält, verschoben wird und dabei am anderen Ende eine Blattfeder (F) spannt. An der Schubstange ist ferner ein Schubarm (4) angeordnet, der mit seinem gabelförmigen Ende die Steigradwelle in einer Eindrehung umfaßt und sie bei Ansprechen des Elektromagneten mitnimmt, d. h. vorwärts schiebt, womit das Steigrad entkuppelt wird.

— 63 — Eine zweite auf der Schubstange sitzende Anschlagscheibe (12) schlägt bei Wirksamwerden des Elektromagneten (2) gegen den Hebel (8) und drückt infolgedessen den Stift (9) fest gegen den Kurvenzylinder, wodurch sich die Einstellung des Sekundenzeigers auf Null schlagartig vollzieht, nachdem gleichzeitig die Entkupplung des Steigrades durch Verschieben der Steigradwelle erfolgt ist. Sobald der Elektromagnet stromlos wird, kehrt die Schubstange unter Einwirkung der Blattfeder (F) in die Ruhelage zurück, wobei der Regulierwagnet

Bild 47. A n o r d n u n g d e s R e g u l i e r m a g n e t e n .

Schubarm (4) die Steigradwelle mit dem Steigrad wieder in die Ankerhemmung einrückt und gleichzeitig der Druckstift vom Kurvenkörper durch die Anschlagscheibe (13) wieder gelöst wird, so daß die Uhr von der Nullstellung des Sekundenzeigers aus weitergeht. Ausgangspunkt des ganzen Reguliervorganges ist demnach der Elektromagnet (2), denn er entkuppelt das Steigrad, stellt den SekundenZeiger auf Null und spannt eine Feder (F), die sofort nach Stromloswerden des Kraftmagneten das Steigrad wieder einrückt, wodurch die Uhr, nunmehr mit der r i c h t i g e n Zeit, weitergeht. Der Kraftmagnet wird deshalb »Reguliermagnet« genannt. Seine Anordnung am Gehwerk zeigt Bild 47.

— 64 — Die schaltungstechnischen Zusammenhänge gehen aus Bild 48 hervor, in welchem der elektrische Teil der MEZ-Regulierung dargestellt ist. Er besteht aus dem Arbeitskontakt 1, der in der Hauptuhr alle 24 Stunden einmal, und zwar kurz vor 8 Uhr, auf etwa 1 Minute geschlossen wird, ferner aus dem ^vorgenannten Reguliermagneten RM und vier Hilfsrelais A, B, davon eines (B) mit Abfallverzögerung. (Die An-

I

\an

b9\

^f i+r

\bio

RM Bild 48

Ordnung Kontakt Relais A B C D

Prinzipstromlauf der JIEZ-Regulierung.

der vier Hilfsrelais in der Hauptuhr zeigt Bild 49.) Durch 1 wird die Reguliereinrichtung in Bereitschaft gestellt. betätigt einen Ruhe- und einen Arbeitskontakt a n und a 12 , einen Doppelarbeitskontakt b9 und b10, einen Wechselkontakt c 7 / 8 , einen Ruhekontakt d.

Relais C liegt in dem durch den abfallenden Anker des Morserelais geschlossenen Lokalstromkreis (Regulierleitung vgl. Bild 45), bleibt aber zunächst untätig, weil es durch d kurzgeschlossen ist. Kurz vor 8 Uhr schließt sich Kontakt 1, hierdurch kommt D über au zum Ansprechen und öffnet mit d den Kurzschluß von C. Da der Regulierstromkreis zu dieser Zeit bereits geschlossen ist, spricht C an und schaltet über c8 B ein. B bereitet mit b9 und b10 die Einschaltung von A und RM vor. P u n k t 8 Uhr wird C stromlos und schaltet über c7 RM und A endgültig ein und gleichzeitig B aus, dessen Anker jedoch infolge der Abfallverzögerung erst nach einigen Millisekunden abfällt. Währenddessen wird durch RM die Uhr richtig gestellt. A hält sich über a12 und unterbricht mit an die Stromzuführung zu D. Nach einigen Millisekunden fällt B ab und macht mit ¿>10 RM wieder stromlos, so daß die Hauptuhr nach erfolgter Richtigstellung ordnungsmäßig weitergeht. Der eigentliche Reguliervorgang vollzieht

— 65 — sich also in dem Zeitraum zwischen dem Schließen von c7 und dem Öffnen von 6 10 , der durch die Abfallverzögerung von B bestimmt wird, und wenige Millisekunden beträgt. b9 öffnet die Stromzuführung zu A, das aber über seinen eigenen Haltekontakt (a 1 2 ) zunächst noch gehalten bleibt, so daß durch an auch die Stromzuführung zu D unterbrochen bleibt. Die dem Zeitzeichen folgenden mehrmaligen Unterbrechungen der Ruhestromleitung (Schlußzeichen), die im Lokalstromkreis erneute Stromstöße auslösen, bleiben auf die Reguliereinrichtung ohne Einfluß, weil das C-Relais durch d kurzgeschlossen ist und infolgedessen nicht anspricht. Sollte aus irgendwelchen Gründen der Ruhestrom in der Morseleitung nicht wieder einsetzen. dann hätte dies einen Dauerstrom im Regulierstromkreis zur Folge. In diesem Falle käme keine Regulierung zustande; lediglich das B-Relais würde so lange unter Strom bleiben, bis Kontakt 1 von der Hauptuhr wieder geöf|net wird, was nach etwa 1 min der Fall ist. Hierdurch wird D wieder stromlos, schließt mit d C kurz, dessen Anker infolgedessen ab. Bild 49. .

°

Relaisanordnung

an e i n e r

JIEZ-IIauptuhr.

iällt und mit c 8 B ausschaltet. RM und A kommen infolge des bereits geöffneten Kontaktes 1 nicht mehr zum Ansprechen. Trotz ihrer Vorzüge kann diese Art der MEZ-Regulierung nur als »Grobregulierung« bezeichnet werden, weil eine absolut genaue Uhreneinstellung in streng uhrentechnischem Sinne durch sie nicht möglich ist. Warum ? Weil durch die Ansprech- und Abfallzeiten der Relais und des Reguliermagneten sowie durch das Wiedereinrücken des Steigrades unabhängig vom jeweiligen Schwingungsstand des Pendels veränderliche Abweichungen von der richtigen Zeit unvermeidlich sind, und zwar als Verlust bis zu e i n e r vollen Pendelschwingung, was indessen für den praktischen Betrieb bedeutungslos ist. Scheibe,

Uhr.

—

66

—

Eine MEZ-Femregulierung durch Zusatzgewichte, die höheren Ansprüchen gerecht wird, werden wir iip folgenden Abschnitt kennenlernen. 3. Feinregulierung durch selbsttätiges Ab- oder Zusetzen von Reguliergewichten Der Grundgedanke ist folgender: Täglich u m 8 Uhr (bei Wiedereinsetzen des Ruhestroms in der Morseleitung) wird selbsttätig geprüft, ob die H a u p t u h r mit dem Zeitzeichen übereinstimmt oder ob sie zurückgeblieben oder vorgeeilt ist. Im ersteren Falle findet keine Regulierung s t a t t ; im Falle einer MinusDifferenz wird auf den Regulierteller des Pendels ein Reguliergewicht zugesetzt, was eine Gangbeschleunigung, im Falle einer Plus-Differenz wird ein Reguliergewicht abgehoben, was eine Gangverzögerung zur Folge hat. Die Gewichte sind so bemessen, daß ein zugesetztes oder abgehobenes Gewicht jeweils nach 6 h eine Beschleunigung oder Verzögerung von 2 s zur Folge hat (vgl. S. 15). Die in Wirksamkeit getretene Gewichtsregulierung wird nach einer gewissen, von Hand einstellbaren Zeit, beispielsweise nach 6 h, selbsttätig wieder aufgehoben. Die r i c h t i g e Zeit für die Wiederaufhebung der Gewichtsregulierung muß durch eine mehrtägige Beobachtung ermittelt werden, wobei sich aus dem Zeitvergleich des folgenden Tages ohne weiteres ergibt, ob die Gewichtsregulierung des Vortages zu lange oder zu kurz wirksam war. Da die Hauptuhr ein Präzisions-Sekundenpendel mit Kompensationseinrichtung besitzt, ist — erschütterungsfreie Aufstellung der H a u p t u h r vorausgesetzt — mit einer täglichen Gangdifferenz von mehr als 1 bis 2 s nicht zu rechnen, die bei sorgfältiger Einstellung durch Zeitzeichen und Gewichtsregulierung weiter verringert werden kann, so daß diese Art der MEZ-Regulierung auch hohen Ansprüchen gerecht wird. Um nicht die Hauptuhr mit den zusätzlichen Einrichtungen der Zeitzeichen-Regulierung zu belasten — was eine Beeinträchtigung der Ganggenauigkeit zur Folge haben würde —, werden diese Einrichtungen einer Sekunden-Nebenuhr zugeordnet, die ihre Antriebsimpulse unmittelbar vom Hauptuhrpendel erhält (vgl. S. 24) und deren Ganggenauigkeit infolgedessen allein vom Pendel bestimmt wird. Das Nebenuhrwerk treibt fünf Nockenscheiben, vier davon betätigen je einen Arbeitskontakt, die fünfte öffnet einen R u h e k o n t a k t ; sie sind wie folgt in das Nebenuhrwerk eingeschaltet (vgl. Bild 50, E bis J): Nockenscheibe E sitzt auf der Sekundenwelle, macht also in 60 s eine Umdrehung. Sie besitzt eine Nockenlücke, die so gestellt ist, daß

— 67 — der einfallende Arbeitskontakt von der 50. bis zur 59. s g e s c h l o s s e n , sonst geöffnet, ist. Nockenscheibe F wie E, jedoch mit dem Unterschied, daß der in die Nockenlücke einfallende Arbeitskontakt von der 1. bis zur 10. s geschlossen ist. Nockenscheibe G sitzt auf der Stundenwelle, macht also in 60 min eine Umdrehung. Der Arbeitskontakt fällt jeweils nach der 60. min in die Nockenlücke ein und öffnet sich wieder nach etwa 1 min.

Reguliertellen

£

F Bild 30.

G

H

PrinzipstromUuf

3 der

MEZ-Feinreguheruiig.

Nockenscheibe H macht infolge besonderer Übersetzung in 24 h eine Umdrehung, worauf der Arbeitskontakt in die Nockenlücke einfällt und sich nach einiger Zeit wieder öffnet. Nockenscheibe J ist von 2 zu 2 h besonders einstellbar. Sie ist mit einem Ruhekontakt versehen, der sich beim Einfallen in die Nockenlücke ö f f n e t und nach einiger Zeit wieder schließt. Die schaltungstechnischen Zusammenhänge gehen aus Bild 50 hervor. Die vier Relais A, B, C, D sind die gleichen, wie sie bei der vorher beschriebenen MEZ-Regulierung mit Zeigerstellung verwendet werden. Neu sind außer den vorgenannten fünf Nockenscheiben die beiden Reguliermagnete (Elektromagnete) F und R am Pendel, deren Anker je einen Hebel betätigen. Am F-Hebel hängt ein Reguliergewicht, das, wenn der F-Magnet Strom bekommt und seinen Anker anzieht, auf den Pendelteller a u f g e s e t z t wird. Auch am Ü-Hebel hängt ein Reguliergewicht, jedoch so, daß es, wenn der i?-Magnet Strom bekommt und seinen Anker anzieht, vom Pendelteller a b g e h o b e n wird. Demnach hat ein Ansprechen des F-Magneten eine Beschleunigung, ein Ansprechen des Z?-Magneten eine Verlangsamung der Pendelschwingungen zur Folge.

—

6 8

—

Das C- Relais liegt in bekannter Weise in dem lokalen Regulierstromkreis, der sich bei Beginn des Zeitzeichens schließt (vgl. Bild 45). Die Bereitschaft der Reguliereinrichtung vermitteln die beiden. Nockenscheiben G und H, deren Arbeitskontakte um 7.59 Uhr beide geschlossen sind, so daß D eingeschaltet ist und mit d, den Kurzschluß von C aufgehoben hat. Bei Beginn des Zeitzeichens (7 Uhr 59' 10") spricht C an und schaltet über c7 B ein. B bereitet mit ba die Einschaltung von A und mit b10 das Wirksamwerden der vorläufig noch offenen Nockenscheibenkontakte e und / vor. Punkt 8 Uhr wird (infolge Wiedereinsetzens des Ruhestroms in der Morseleitung) C stromlos und schließt infolgedessen c 8 unter gleichzeitiger Öffnung von 7 (was aber infolge der Abfallverzögerung zunächst ohne Wirkung auf B ist). Jetzt kommt es darauf an, ob die Hauptuhr in diesem Moment entweder mit dem Zeitzeichen übereinstimmt (Fall 1), oder n a c h (Fall 2), oder v o r geht (Fall 3). Dieser Feststellung dienen die beiden Sekunden-Nockenscheiben E und F mit ihren Einfallücken zwischen der 50. und 59. und der 1. und 10. s, wobei also die 60. s l ü c k e n l o s bleibt. Hieraus ergibt sich, daß im Fall 1 e und / g e ö f f n e t sind, im Fall 2 e g e s c h l o s s e n ist, im Fall 3 / g e s c h l o s s e n ist. Das hat zur Folge, daß im Fall 1 keine Regulierung erfolgt, im Fall 2 der Regulier- S t r o m l a u f f. V: magnet V, im Fall 3 der Reguliermagnet R plus — c 8 — b10 — e — eingeschaltet wird. Ersterer setzt ein Regulier- V — minus gewicht zu und beschleunigt infolgedessen die Pendelschwingungen, letzterer hebt ein Re- S t r o m l a u f i. R : guliergewicht ab und verlangsamt infolgedessen plus — c8 — b10 — / — die Pendelschwingungen, so daß sich die an sich R — minus minimale Gangdifferenz selbsttätig wieder ausgleicht. Sowohl V wie R schließen beim An- H a l t e s t r o m k r s . f. V: sprechen einen Haltestromkreis, der von der plus — i — v — V — Nockenscheibe J nach einer gewissen einstell- minus baren Zeit wieder geöffnet wird, womit der jeweils eingeschaltet gewesene Reguliermagnet I l a l t e s t r o m k r s . f. R: stromlos wird und die Regulierung aufhebt. plus — i — r — R — minus Das Unwirksammachen des Schlußzeichens und von Störungen in der Morse- oder Regulierleitung geschieht in der gleichen Weise wie bei der MEZ-Regulierung mit Zeigerstellung.

— 69 —

VII. Die Normalzeit-Regulierung 1. Einführung Bei der im vorigen Abschnitt beschriebenen nur für Eisenbahnbetriebszwecke verwendeten MEZ-Regulierung wird, von einer Berliner Zentralstelle sekundengenau gesteuert, der Ruhestrom in einer allgemeinen Ruhestromtelegraphenleitung täglich zu einer bestimmten Zeit und auf eine bestimmte Dauer unterbrochen, wobei sich an vielen Orten durch abfallende Ruhestromrelais Lokalstromkreise einschalten, die zur Richtigstellung aller falsch gehenden Uhren im deutschen ReichsbahnBereich benutzt werden. Nach einem ähnlichen Prinzip arbeitet die sog. Normalzeit-Regulierung, die das gleiche innerhalb eines begrenzten Bezirks, z. B. innerhalb eines Stadtgebietes, bewirkt und die in zahlreichen deutschen Großstädten eine bedeutende Rolle bei der Belieferung öffentlicher und privater Uhren mit richtiger Zeit gespielt h a t und noch spielt. Das System der NZ-Regulierung wird z. B. in Städten mit zahlreichen Turmuhren mit Vorteil angewendet, weil es auf verhältnismäßig einfache Weise ermöglicht, die in bezug auf Ganggenauigkeit besonders eigenwilligen und für Runcffunk-Zeitansage und Zeitzeichen unempfänglichen Turmuhren unter einen H u t zu bringen. Wir wollen deshalb der NZ-Regulierung einen eigenen Abschnitt widmen, was sich auch schon deshalb lohnt, weil sie ein interessantes Beispiel des Zusammenwirkens von Uhrmacherkunst und Fernmeldetechnik bietet, das im bisherigen Schrifttum weder erschöpfend noch allgemein verständlich, meistens auch nicht besonders sachlich behandelt wurde. Die genaueste Uhr, die es überhaupt gibt und nach der sämtliche Uhren der Erde eingestellt und reguliert werden, ist bekanntlich die Erde selbst, die sich innerhalb 24 h einmal um ihre eigene Achse dreht. Zur genauen Zeitablesung an dieser »Erduhr« sind aber besondere kostspielige Instrumente notwendig, über die im allgemeinen nur eine Sternwarte verfügt, und deshalb ist die Sternwarte die Bezugsquelle für astronomisch richtige Zeit, die man als »Normalzeit« bezeichnet. Nun sind vor etwa 50 Jahren findige Köpfe auf den Gedanken gekommen, die Normalzeit wie eine Ware von der Sternwarte gewissermaßen »en gros« zu beziehen und sie an Interessenten »en detail« weiterzuverkaufen, d . h . zu verteilen. Die hierfür erforderlichen technischen Einrichtungen sind unter dem Sammelbegriff »NZ-Regulierung« zusammengefaßt und mit ihnen wollen wir uns nun etwas eingehender beschäftigen. Der Grundgedanke ist folgender: Eine Zentraluhr (ZU) von hoher Qualität und Ganggenauigkeit wird von einer Sternwarte aus durch irgendwelche besonderen Ein-

— 70 — richtungen, z. B. durch eine Pendelsynchronisierung, stets auf wirklicher »Normalzeit« gehalten. Von der ZU gehen strahlenförmig eine Anzahl eindrähtiger Regulierleitungen aus, die beispielsweise ein ganzes Stadtgebiet, zweckmäßig unter Verwendung durchgeschalteter Adern der postalischen Fernsprechkabel, durchziehen können. Jeder, der »Normalzeit kaufen will«, erhält eine Anschlußuhr (AU), die mit einem Draht an die nächstliegende Regulierleitung angeschlossen wird, so daß ein Uhrennetz nach Bild 51 entsteht. Die AÜ ist eine s e l b s t ä n d i g e Einzeluhr mit Pendelgang und selbsttätigem Gewichtsaufzug (Schönbergaufzug), der entweder aus zwei Trockenelementen oder aus Bild 51. N Z - U b r e n n e t AH A n s c h l u ß u h r als H a u p t u l i r . dem Lichtnetz seinen Kraftstrom AU g e w ö h n l i c h e A n s c h l u ß u l i r bezieht. Außerdem ist sie mit einer selbsttätigen Reguliereinrichtung versehen — wir werden sie spater beschreiben —, durch die sie von der ZU stets auf richtiger Zeit gehalten wird. Die ZU begnügt sich aber nicht mit der Rolle des Waren Verteilers, sondern sie wacht außerdem fortlaufend darüber, daß jeder einzelne A^on u. U. mehr als 1000 Kunden seine »Ware« in bester Qualität erhält, d. h. daß die Anschlußuhren auch wirklich reguliert werden und richtig gehen. Darüber hinaus kontrolliert sie auch noch vor jeder Lieferung, ob der Weg, auf dem die Ware dem Kunden zurollt, in gutem Zustand ist und schlägt Alarm, wenn dies nicht der Fall ist (Erdschlußüberwachung). Aus dieser Grundanordnung ergibt sich zunächst der fundamentale Vorteil, daß sowohl im Falle des Versagens der ZU als auch im Falle einer Leitungsstörung sämtliche Anschlußuhren ungestört weitergehen; lediglich die Regulierung unterbleibt. Ein weiterer Vorteil ist die e i n drähtige Netzleitung, die dadurch möglich ist, daß bei der Einfachheit des Reguliervorgangs ohne weiteres die Erde als allgemeine Riickleitung verwendet werden kann. 2. Der Reguliervorgang' Bevor wir ZU und AU in ihrer Mechanik und Kinematik beschreiben, wollen wir uns das Zustandekommen eines Reguliervorgangs an Hand der Prinzipschaltung Bild 52 klarmachen.

— 71 — Die Regulierelemente in d e r ZU sind 1. 2. 3. 4.

die Linienbatterie LB, eine Ortsbatterie OB, ein vom Gehwerk gesteuerter Arbeitskontakt a, das in der Regulierlinie liegende Vorbereitungsrelais V mit einem Arbeitskontakt i'4, 5. das Kurzschlußrelais K mit zwei getrennten Wicklungen und zwei Arbeitskontakten k2 und k6, 6. der Überwachungsmagnet Ü, der einen Streifenlocher StL (mit Stechnadeln) und einen Arbeitskontakt ii betätigt.

Bild 52. LB a V UB U

Prinzipstromlauf der

Linienbatterie, R e g u l i e r k o n t a k t ( v o m Geliwerk b e t ä t i g t ) , Vorbereitungsrelais, Ortsbatterie, Cberwachungsmagnet,

NZ-Regulierung.

Stl Streifenlocher, RL Regulierlinie, c, d i - i m e c h a n i s c h e K o n t a k t e werk betätigt), Reguliermagnet. RM

(vomlGeli-

Die Regulierelemente in d e r AU sind 1. zwei vom Gehwerk gesteuerte Kontakte, 1 Arbeits-, 1 Wechselkontakt (c und 2), 2. der Reguliermagnet RM, der die Gangsperre und Pendelentkupplung betätigt, 3. ein Ausgleichswiderstand wi. Ein Reguliervorgang beansprucht einen Zeitraum von 4 min und vollzieht sich folgendermaßen:

—

12

—

Zu einem bestimmten Zeitpunkt, beispielsweise 2 min vor 12 Uhr, schließt sich in der ZU Kontakt a. Hierdurch wird das V-Relais vorbereitend an den Minuspol der Linienbatterie gelegt, die mit ihrem Pluspol dauernd an Erde liegt. Von den an der Regulierlinie liegenden Anschlußuhren kann jeweils immer nur eine reguliert werden (was durch die Überwachungseinrichtung in der Zentrale bedingt ist). Da jede Regulierperiode 4 min beansprucht, können z. B. innerhalb 1 h 15 Anschlußuhren reguliert werden, und zwar in der ersten Periode z. B. 11.58 bis 12.02 » » zweiten » 12.02 » 12.06 » » dritten » 12.06 » 12.10 usw. also in der letzten Periode der Stunde 12.54 bis 12.58

AU AU AU

1, 2, 3

AU 15.

Die in der Prinzipschaltung dargestellte AU sei nach Vorstehendem die AU 1, so daß der um 11.58 Uhr von der ZU eingeleitete Reguliervorgang für sie bestimmt ist. Ihre Kontakteinrichtung c, dj_2 ist deshalb auf 12 Uhr eingestellt, d. h. daß sich ihr Kontakt c um 12 Uhr schließt. Da die Uhr jedoch von Haus aus auf geringe Voreilung reguliert ist, also etwa 10s vorgeht, findet die Schließung bereits 10 s vor der r i c h t i g e n 12-Uhr-Zeit statt. Sobald sich c geschlossen hat, entsteht ein Stromweg von plus der Linienbatterie, Erde—Erde AU—wi—d 1 —c—Regulierleitung—V— Kontakt a nach minus; V spricht an und schaltet mit den tIM ein, so daß die Lochernadel in den Streifen ein Loch sticht, gleichzeitig wird durch ü das ii-Relais eingeschaltet, das mit k2 V kurzschließt, das infolgedessen abfällt und mit v4 den LIM wieder ausschaltet, so daß sich auch ü wieder öffnet. Mit ke hält sich jedoch K über seine an der Linienbatterie liegende zweite Wicklung, so daß V durch k2 kurzgeschlossen bleibt. Diese Vorgänge spielen sich im Bruchteil 1 s ab, sobald sich c etwa 10 s v o r 12 Uhr ( r i c h t i g e r Zeit) in der AU geschlossen hat. Etwa 2 s später schaltet d von 1 auf 2 um, so daß nunmehr der RM vollen Strom (da V kurzgeschlossen ist) aus der LB erhält, mit seinem Anker die Gangsperre betätigt und das Pendel entkuppelt. Die Uhr bleibt infolgedessen auf 12 Uhr (etwa 8 s vor der richtigen Zeit) stehen, während das Pendel frei weiterschwingt. Punkt 12 Uhr r i c h t i g e r Zeit öffnet sich in der ZU Kontakt a; infolgedessen wird der RM in der AU stromlos, sein Anker fällt ab, hebt die Gangsperre und die Pendelentkupplung auf, so daß die Uhr ab 12 Uhr r i c h t i g e r Zeit weitergeht, womit der Reguliervorgang beendet ist. 12.02 beginnt die nächste Regulierperiode, durch die AU 2 reguliert wird; ihre Gangsperre und Pendelentkupplung tritt ein, wenn sie 12.04

— 73 — a n z e i g t , das ist aber, da auch sie wie alle Anschlußuhren von Haus aus auf eine gewisse Voreilung reguliert ist, etwa 10 s v o r der richtigen Zeit. Punkt 12.04 r i c h t i g e r Zeit erfolgt Aufhebung der Gangsperre und Pendelentkupplung, so daß die Uhr nunmehr mit richtiger Zeit weitergeht. Der gleiche Vorgang wiederholt sich 12.08 für die AU 3, 12.12 für AU 4, 12.16 für AU 5 usw. D a hiernach in jeder Stunde 15 Regulierungen möglich sind, sind es in 24 h 2 4 - 1 5 = 360, woraus sich ergibt, daß an e i n e Regulierlinie maximal 360 Anschlußuhren angeschlossen werden können, sofern man sich mit e i n e r Regulierung je Uhr und T a g begnügt, was auch vollkommen ausreicht, weil es bei der hohen Qualität der Anschlußuhren keine Schwierigkeit bereitet, sie auf eine tägliche Voreilung von ungefähr 10 s — 50% mehr oder weniger spielen keine Rolle — zu regulieren und weil diese Plusdifferenz, noch dazu, wenn sie täglich einmal korrigiert wird, im praktischen Verkehrsleben bedeutungslos ist. Dessenungeachtet kann man aber auch zweimal oder gar dreimal täglich regulieren, nur vermindert sich dann das Fassungsvermögen einer Regulierlinie auf die Hälfte bzw. ein Drittel von 360. D a die ZU mindestens sechs Regulierlinien bedienen kann, ergibt sich bei täglich einmaliger Regulierung ein Fassungsvermögen von 6 • 360 = 2160 Anschlußuhren. Auch ein gemischter Betrieb ist ohne weiteres möglich, d. h. auf einzelnen Linien kann täglich einmal, auf anderen zwei- oder dreimal je T a g und Uhr reguliert werden. 3. Die NZ-Sondereinrichtungen a) A n d e r

Zentraluhr

Aus den vorbeschriebenen Zusammenhängen ergeben sich folgende Probleme, die durch geschickte Anwendung bekannter Uhrmacher- und feinmechanischer Konstruktionselemente und auf Grund langjähriger Erfahrungen mustergültig gelöst wurden, wobei die Entwicklung unter Schönberg eine fortschreitende Verbesserung brachte. Die ZU muß neben den normalen Eigenschaften einer Hauptuhr von hoher Qualität und Ganggenauigkeit folgende Sondereinrichtungen erhalten: a) Eine Einrichtung zur sekundengenauen Ein- und Ausschaltung der Regulierlinien, b) einen elektromagnetisch betätigten Streifenlocher zur Überwachung der Reguliervorgänge, c) eine zuverlässige Erdschlußüberwachungseinrichtung. Die Anschlußuhren, die an sich normale Pendeluhren mit % Sekundenpendel und selbsttätigem elektrischen Aufzug sein können, müssen mit folgenden zusätzlichen Einrichtungen ausgerüstet werden:

— 74 — a) Eine auf eine bestimmte Zeit einstellbare Einrichtung zur zeitgenauen Steuerung der Regulierkontakte (Arbeitskontakt und Wechselkontakt), b) eine Sperreinrichtung, durch die jede Anschlußuhr gegen alle nicht für sie bestimmten Regulierimpulse unempfindlich gem a c h t wird, c) eine elektromagnetische Einrichtung zur Gangsperre und Pendelentkupplung. S e k u n d e n g e n a u e Ein- und A u s s c h a l t u n g der Regulierl i n i e n (Bild 53 u. 54). Auf einer Gehwerkswelle, die in 4 min eine volle U m d r e h u n g macht, sitzen zwei Nockenscheiben a und b, jede m i t einem Nocken versehen, die um 180° gegeneinander versetzt sind. Bei ent-

RL

RL

linien. Die N o c k e n s c h e i b e n a u n d b m a c h e n in 4 M i n u t e n eine volle " U m d r e h u n g . D e m n a c h f a l l t alle 4 M i n u t e n a , ein u n d s c h l i e ß t d i e R e g u h e r l i m e . j e w e i l s 2 M i n u t e n s p a t e r f a l l t b, ein u n d ö f f n e t die R e g u l i e r l i n i e . Die RL ist also i m m e r 2 M i n u t e n geschlossen u n d 2 M i n u t e n g e ö f f n e t . D a sich die S c h e i b e n m i t einer G e s c h w i n d i g k e i t von 1,5° in d e r S e k u n d e d r e h e n , e r f o l g t d i e S c h l i e ß u n g v o n a-z u n d die Ö f f n u n g v o n bi s e k u n d e n g e n a u , w a h r e n d d a s W i e d e r a u s r u c k e n des j e w e i l s eingelallenen Kontakthebels durch das abgeschrägte Nockenende nicht sekundengenau erfolgt, was a u c h n i c h t n o t i g ist, d a es zeitlich keine R o l l e s p i e l t .

sprechender Stellung fällt in die Nockenlücke a ein Kontakthebel ax ein, der einen Arbeitskontakt schließt, und in die Nockenlücke b ein Kontakthebel b^ der einen Ruhekontakt öffnet. Die Scheiben sind so gestellt, daß jeweils nach Vollendung einer 4., 8., 12., 16. usw. Minute der Hebel a±, nach Vollendung einer 6., 10., 14., 18. usw. Minute der Hebel einfällt. Die beiden Kontakte liegen in Hintereinanderschaltung in der Regulierlinie; alles weitere ergibt sich aus Bild 53 und 54. D e r S t r e i f e n l o c h e r . Durch eine vom Gehwerk mit bestimmter Geschwindigkeit angetriebene Transportwalze wird ein etwa 50 m m breiter Papierstreifen von einer Vorratstrommel abgewickelt u n d unter sechs nebeneinander liegenden »Stechhebeln« entlang geführt. Zu jeder Regulierlinie gehört ein Stechhebel mit Elektromagnet (Ü in Bild 52). Sobald der Elektromagnet Strom erhält, schlägt der Hebel nach u n t e n

— 75 —

1

y

:U'

und sticht dabei mit seiner Nadel ein Loch in den Papierstreifen. Die Abwicklung erfolgt in der Weise, daß der Streifen durch zwei Rollenhebel gegen die Transportwalze gedrückt wird, die dabei auf etwa Viertelumfang vom Streifen umfaßt wird, so daß die sich drehende Walze den Streifen schlupflos mitnimmt. Demnach ist die Länge des in einer Zeiteinheit abgewickelten Streifenstücks gleich dem Umfang der Transportwalze, um den sich diese in der gleichen Zeiteinheit gedreht hat. Beträgt also der Durchmesser der Transportwalze beispielsweise 50 mm, und sie macht in 60 min eine Umdrehung, dann wird während dieser Zeit ein Streifenstück von (abgerundet) 157 mm Länge abgewickelt. Alle während dieser Zeit betätigten Stechhebel schlagen Löcher in den vorbeiwandernden Streifen. Weiß man Beginn und Ende der Stunde, dann kann man aus der Lage der Markierungen im Streifen den genauen Zeitpunkt der einzelnen Stechhebelbetätigungen ablesen, vorausgesetzt, daß der Streifen mit einer Stricheinteilung versehen ist, etwa dergestalt, daß die Entfernung von Strich zu Strich 1 min entspricht. Außer dieser Stricheinteilung, die sich in Wirklichkeit nicht auf dem Papierstreifen selbst, sondern auf einem Glasstab befindet, der zwecks Auswertung der Streifenmarkierungen auf den Papierstreifen aufgelegt wird, erhält aber der Streifen eine Stundenmarkierung durch reliefartige Punkteindrücke, die unmittelbar von der Transportwalze durch kegelförmige Stahlspitzen in den Streifen 1111 geprägt werden. Diese Stahlspitzen sind sind in einer 15er Kreisteilung in die Walze eingelassen, so daß, pnn ß • wenn die Walze in der Stunde eine Umdrehung macht, r; r ; die Wegezeit von Spitze zu Spitze 4 min beträgt. Im e&TTVTS ~ Papierstreifen erscheint also fortlaufend von 4 zu 4 min, d. h. alle 10,47 mm eine Punktmarke. Da aber in der Transportwalze die f ü n f z e h n t e Stahlspitze weggelassen ist, wird auch auf dem Streifen immer die 15. Punktmarke ausfallen, woran man erp tt kennt, daß jeweils mit der nächstfolgenden die neue Stunde beginnt. 'tZyZZ ' Durch diese Anordnung ist es möglich, für jede an der Regulierlinie liegende AU den Zeitpunkt fest~ — zustellen, zu dem sich die Uhr zum Empfang der Regulierung an die Linie angeschaltet hat. Wenn also beispielsweise in der Stunde von 11.00 bis 12.00 Bild 55. Auswertedie Anschlußuhren Nr. 95 bis 110 der Linie 1 zu reguGlasstab. lieren sind, dann muß der Papierstreifen auf der Bahn, die den Stechhebel 1 passiert, rd. alle 4 min ein Stichloch aufweisen. Zum Ablesen und Auswerten der Stichlöcher dient ein Glasstab, Bild 55,

— 76 — auf dem der Zeitraum einer Stunde durch 15 durchgehende Querlinien abgeteilt ist, so daß der Zwischenraum zwischen zwei Querlinien einem Zeitraum von 4 min entspricht. Jeder Vierminutenzwischenraum ist außerdem durch eine gestrichelte Querlinie in 2 Zweiminutenhälften und die eine davon durch eine weitere gestrichelte Querlinie in 2 Einminutenhälften unterteilt. Die gestrichelten Querlinien sind so angeordnet, daß ihre Striche sechs Bahnen bilden entsprechend den Stechhebelbahnen der sechs Regulierlinien. Wird nun der Glasstab so auf den Papierstreifen gelegt, daß sich die 0. bzw. 60. Querlinie mit einem ersten S t u n d e n p u n k t deckt, dann kann m a n die zeitliche Lage sämtlicher innerhalb dieser Stunde gegebenen Stichpunkte in jeder der sechs Regulierlinien ablesen; n u r solche Anschlußuhren, die mehr als 2 min v o r g e g a n g e n oder — wenn auch n u r um Sekunden — gegen die Normalzeit z u r ü c k g e b l i e b e n sind, geben keinen Stichpunkt, woran m a n bei der Streifenauswertung erkennt, daß sie nicht an der Regulierung teilgenommen haben, also nicht in Ordnung sind und nachgesehen werden müssen. Übrigens lassen sich aus der Lage des Stichloches zum Minutenstrich Zeitwerte von 5 bis 10 s leicht abschätzen, so d a ß aus dem Vergleich mehrerer Tage für jede Anschlußuhr festgestellt werden kann, ob die für die zuverlässige Regulierung erforderliche geringe Voreilung von beispielsweise 15 s pro Tag eingehalten wird. Die E r d s c h l u ß ü b e r w a c h u n g . Eine Regulierperiode dauert 4 m i n ; jeweils während der ersten beiden Minuten ist die Regulierlinie stromlos und n u r während der nächsten 2 min stromführend. Die Zeit der Stromlosigkeit wird benutzt zu einer periodischen P r ü f u n g der Regulierlinien auf Erdschluß. / ^ t / / jt Ä

0

z

Diese P r ü f u n g findet stets, innerhalb der 2. min der Strom! I I I losigkeit s t a t t , und zwar von L 60*-! Lji&U 120der 20. bis zur 30. s dieser i i < Minute; jeder Prüfvorgang dau- Pause —»J j Pausen— Regu//'erstrom-»j ert demnach 10 s und wiederJO holt sich alle 4 min (Bild 56). Prüfstrom Das Ein- und Ausschalten Bild 51>. Z e i t e i n t e i l u n g der 4 m i n u t i g e n des Prüfstroms erfolgt im PrinRegulierperiode. zip genau so wie das Ein- und Ausschalten des Regulierstroms, also durch zwei Nockenscheiben nach Bild 53—54, von denen die eine den Prüfstrom sekundengenau ein-, die andere sekundengenau ausschaltet. Dabei sind die Nockenscheiben, die ebenfalls in 4 min eine volle Umdrehung machen, so gestellt, daß die Schließung des P r ü f k o n t a k t e s in der 20. s der 2. min, die Öffnung in der 30. s der 2. min erfolgt.

— 77 —

Bild

JT.

Normalzeit-Zeniralo.

In jeder Regulierlinie liegt ein Milliamperemeter und ein ErdschlußRelais. Im Falle eines groben Erdschlusses spricht das Erdschluß-Relais an, schaltet die betreffende Linie ab, und ein sieht- und hörbares Alarmzeichen ein, während ein feiner Erdschluß, der den Regulierbetrieb nicht

— 78 — zu beeinträchtigen braucht, am Ausschlag des Milliamperemeters erkennbar ist. Die sechs Milliamperemeter sind übersichtlich auf einer Schalttafel angeordnet (Bild 57), die außerdem die für die Stromlieferungsanlage erforderlichen Überwachungsinstrumente enthält, nämlich zwei Kontaktvoltmeter für die selbsttätige Umschaltung der Linien- und Ortsbatterien bei beginnendem Spannungsabfall, ferner zwei Ladeamperemeter und ein Kontrollvoltmeter sowie verschiedene Handumschalter zum Umschalten der Wechselbatterien von E n t l a d u n g auf L a d u n g usw. b) A n d e r

Anschlußuhr

Die S t e u e r u n g der R e g u l i e r k o n t a k t e . Jede AU, deren Werkansicht Bild 58 zeigt, muß sich zwecks Einleitung des für sie

Bild 58. W e r k e i n e r Ansclilußulir als J l a u p t u h r n u t R e g u h e r k o n U M . Sperreinriolilung und pendelentkupplungsniagnet.

bestimmten Reguliervorgangs zu einem bestimmten Zeitpunkt an die Regulierlinie anschalten, was durch Betätigung des Arbeitskontaktes c und kurz danach durch Umschalten des Wechselkontaktes von c/j auf d2 erfolgt (vgl. Bild 52). Die Betätigung dieser beiden Kontakte erfolgt durch zwei auf der Stundenwelle sitzende mit je einer Nockenlücke versehene Nockenscheiben. In jede Nockenlücke fallt bei ent-

— 79 — sprechender Stellung die Nase eines Hebels ein, wobei der betreffende Kontakt betätigt wird. Die beiden Nockenlücken sind um ein geringes gegeneinander versetzt, so daß zuerst der e-Hebel und etwa 2 s später der d-Hebel einfällt. Im übrigen werden die mit der üblichen Verreibung auf der Minutenwelle sitzenden Nockenscheiben von Hand so eingestellt, daß das Einfallen der Hebel zu einer bestimmten Minute erfolgt, nämlich zu dem Zeitpunkt, der der Uhr zur Regulierung zugewiesen ist (da jeder Reguliervorgang 4 min beansprucht, können in der Stunde nur bis zu 15 Uhren reguliert werden, und jede hat ihre bestimmte Regulierzeit, z. B. die 2., 6., 10., 14. usw. Minute). Wie aus Bild 52 hervorgeht, wird, nachdem die Kontakte c/ wobei sich die Zeit T in Sekunden ergibt, wenn man bei t Minuten einsetzt. Die Ausrechnung ergibt Q 1fi T s = 3 . 7 2 + ö ö . 72 = 216 + 10 D a für die Nachstellung 1 min 3 s benötigt werden, muß der rechte Summand in der Gleichung auf die nächst kleinere durch 3 teilbare Zahl zurückgeführt werden E s ergibt sich also Ts = 216 + 9 = 225" = 3' 45". Wenn also das Netz um 13 Uhr 48 min eingesetzt hatte, zeigt die Uhr um 13 Uhr 51 min 45 s wieder richtig. Nach 15 s Stillstand wird der Zeiger auf 13 Uhr 52 min weitergerückt.

— HO — 4. Motorzeigerlaufwerk ohne Xachlaufeinrichtung In manchen Fällen ist es nicht angängig, die richtige Zeitanzeige an einem T u r m u h r - Z i f f e r b l a t t v o m Netzstrom a b h ä n g i g zu m a c h e n , d. h. beim Aussetzen des Netzstroms ein Stehenbleiben der T u r n ^ i h r zeiger in Kauf zu n e h m e n . Man v e r w e n d e t d a n n ein Motorzeigerlaufwerk f ü r Batteriebetrieb, dessen Motor u n m i t t e l b a r aus der U h r e n b a t t e r i e gespeist wird. Gewiß ist auch die U h r e n b a t t e r i e , die durch ein Dauerl a d e g e r ä t aus dem S t a r k s t r o m n e t z geladen wird, v o m Netzstrom abhängig, aber ihre K a p a z i t ä t k a n n so bemessen sein, d a ß sie beim Aussetzen des Netzstroms u n d d a m i t der L a d u n g u. U. viele S t u n d e n lang den Uhren- und Motorbetrieb sicherstellt. In diesem Falle ist n a t ü r lich die Nachlaufeinrichtung überflüssig; es genügt das wesentlich einfachere Motorzeigerlaufwerk ohne Nachlaufeinrichtung. Seine H a u p t b e s t a n d t e i l e s i n d : a) der Motor, b) das Zahnrad-Vorgelege (Zeigerlaufwerk), c) die K o n t a k t e i n r i c h t u n g , bestehend aus einer Nockenscheibe mit 2 Kontaktfedersätzen, d) das gepolte Relais mit einem W e c h s e l k o n t a k t . Wie Bild 79 zeigt, erfolgt die Ein- und Ausschaltung des Motors abwechselnd d u r c h zwei Nockenscheibenkontakte. Die Nockensclieibe Xo sitzt auf der mittleren Welle des Zahnrad-Vorgeleges; ihre l ' b e r s e t z u n g u n d Einfallrast sind so bemessen, daß, wenn der Minutenzeiger den nächsten Minutenteilstrich erreicht, d. h. einen W e g von (3° zurückgelegt h a t , sich der wirksam gewesene Nockenscheibenk o n t a k t durch Einfallen in die Rast öffnet, wodurch der Motor ausgeschaltet wird. Beim n ä c h s t e n H U - I m p u l s spricht das gepolte Relais an und schaltet U/min muß das Stoprad nach jeder Minutenauslösung eine halbe Umdrehung machen, muß demnach z w e i um 180° versetzte Stopnocken besitzen; bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von y 3 U/min muß es d r e i um je 120° versetzte Stopnocken, und bei einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 1 / 6 U/min s e c h s um je 60° versetzte Stopnocken erhalten. Nun erkennt man auch, weshalb das Stoprad sechsspeichig ist; auf jeder Speiche werden nämlich die Gewindelöcher zum Aufsetzen der Stopnocken von Haus aus vorgesehen, so daß die Anpassung des Turmuhrauslösers an die vorgenannten vier verschiedenen Turmuhrgeh werke keinerlei Schwierigkeiten macht. Nur bei n o c h anderen Übersetzungsverhältnissen muß durch ein zusätzliches Vorgelege die Stoprad-Übersetzung der Turmuhr besonders angepaßt werden. Bei alten Turmuhrwerken, die mitunter ganz willkürlich übersetzt sind, kann man sehr unliebsame Überraschungen erleben, wenn man es vor Einschaltung des Turmuhrauslösers unterläßt, die vom Pendel

—

118

—

geregelte Umdrehungsgeschwindigkeit der Steigradwelle g e n a u zu ermitteln. Denn die geringste Unstimmigkeit im Übersetzungsverhältnis zwischen Auslöser und Uhrwerk hat naturgemäß das Falschgehen der Turmuhr zur Folge. Die Auslöse-Nebenuhr unterscheidet sich von einer normalen NU 1. durch das besonders kräftige Zwillingsdrehanker-System, dessen Fanghebelstifte bei jeder Viertel-Ankerdrehung einen kleinen Auslösehebel betätigen, der seinerseits erst den die Stop-Palette steuernden kräftigen Gewichtsfallhebel freigibt, 2. durch das kleine Zifferblatt, das lediglich Kontrollzwecken bei der Einstellung dient. Vervollständigt wird der Turmuhrauslöser durch den Dauerauslöser, das ist ein Handhebel, der nach Niederdrücken das Laufwerk unabhängig von der NU freigibt und nach Zurückstellen anhält zu dem Zweck, die Turmuhrzeiger, z. B. beim Inbetriebsetzen, im Schnellverfahren auf richtige Zeit einzustellen.

XVI. Motorschlagwerke 1. Allgemeines Wenn schon für den Antrieb großer Turmuhr-Zeigerwerke der Elektromotor ein brauchbarer Helfer ist (vgl. S. 104 Motorzeigerlaufwerke), so ist er es in noch höherem Maße für den Betrieb von Turmuhrschlagwerken, die seit Jahrhunderten durch schwere Gewichte betätigt werden. Der Gewichtsantrieb für derartige Schwerarbeit ist aber stets mit verschiedenen Nachteilen behaftet, wozu in erster Linie die Notwendigkeit des täglichen Aufziehens gehört, denn die Schwerkraft ist keineswegs eine kostenlose Kraftquelle, sondern sie leistet nur soviel Arbeit, wie man vorher in sie hineingesteckt hat. Der Elektromotor ist dagegen — besonders wenn die Möglichkeit des Anschlusses an ein Starkstromnetz gegeben ist — immer stark und arbeitswillig, dabei bescheiden in seinen Ansprüchen an Wartung und Pflege. Turmuhrschlagwerke unterscheiden sich nach drei Ausführungsarten : a) Schlagwerk nur für Voll- oder für Voll- und Halbschlag, wobei die halbe Stunde jeweils immer nur durch e i n e n Schlag angezeigt wird. In Anlehnung an die französische Uhrmacherbezeichnung »Petite Sonnerie« soll im nachstehenden diese Art von Schlagwerk als » K l e i n s c h l a g w e r k « bezeichnet werden, wobei jedoch ausdrücklich bemerkt sei, daß diese Bezeichnung mit Glockengröße und Hammergewicht nichts zu tun hat. b) Schlagwerk für Voll- un,d 4-Viertelschlag; es sei in Anlehnung an die französische »Grande Sonnerie« als »Großschlagwerk« be-

— 119 — zeichnet, jedoch ebenfalls ohne Beziehung auf Glockengröße und H ammergewicht. c) Kunstschlagwerke, das sind Großschlagwerke, bei denen die Viertelschläge unter Verwendung von mehreren abgestimmten Glocken mit klanglichen »Verzierungen« gegeben werden; hierzu gehören der sog. »Bim-Bam-Schlag« und das weltbekannte »Westminster- Schlagwerk«. Uns interessieren zunächst nur die zum Motorbetrieb erforderlichen elektromechanischen Steuerwerke, die wir entsprechend der vorgenannten Namengebung mit K l e i n s t e u e r w e r k und G r o ß s t e u e r w e r k bezeichnen und im nachstehenden ausführlich behandeln wollen mit dem Ziel, demjenigen, der sich mit der Beschaffung, dem Einbau und der Pflege derartiger Werke zu befassen hat, eine leicht verständliche und erschöpfende Einführung in diesen interessanten Zweig der Uhrentechnik zu geben. Dabei sei, abweichend von der vorgenannten Reihenfolge, mit dem G r o ß s t e u e r w e r k der Anfang gemacht, weil das von ihm bediente Großschlagwerk am verbreitetsten ist. Dieses besteht meist aus zwei klangverschiedenen Glocken für den Viertelstunden- und Stundenschlag, jede mit einem schweren Schlaghammer, der über eine Zugvorrichtung angehoben wird, um darauf mit eigener Schwerkraft gegen den Glockenrand zu fallen. Dem Schlagwerkmotor obliegt also weiter nichts als das Anheben der Schlaghämmer, das auf einfachste Weise geschieht, wie z. B. aus Bild 97 ohne weiteres ersichtlich ist. 2. Das Großsteuerwerk Das Problem der elektrischen Schlagwerkeinrichtung liegt in der zeitgerechten Ein- und Ausschaltung der Motoren; von Schönberg wurde es gelöst durch ein von einem NU-Werk betätigtes sinnreiches Steuerwerk, in welchem sich älteste Uhrmacherkunst und moderne Elektrotechnik die Hand reichen. Merkmale der ersteren sind die seit Jahrhunderten bekannten sog. »Rechen«, das sind Zahnradsegmente, deren Zähne zum Auszählen der Viertel- und Vollschläge dienen. Merkmale der letzteren sind das NU-Werk sowie zwei Quecksilberschalter zur starkstrommäßigen Ein- und Ausschaltung der Schlagwerksmotoren. Der grundsätzliche Arbeitsgang der Schlagwerkseinrichtung ist folgender: 1. Die HU steuert das NU-Werk, 2. das NU-Werk steuert die Rechen (Viertel- und Stundenrechen), 3. die Rechen steuern die Motorschalter »ein«, 4. die Motoren lassen die Hämmer schlagen und steuern den »Zählkontakt« (für das Abzählen der Schläge und die Rechenrückstellung), 5. die Rechen steuern die Motorschalter »aus«.

—

120

—

Z u r A b w i c k l u n g dieser Vorgänge dienen folgende, im S t e u e r w e r k vereinigte S c h a l t e l e m e n t e , die in Bild 8 8 in Wirklichkeit, in Bild 89 schematisch, f e r n e r in Bild 90—93 in verschiedenen E i n z e l d a r s t e l l u n g e n gezeigt w e r d e n . a) A u f d e r M i n u t e n w e l l e d e s scheibe (7) m i t 4 Nocken, d u r c h welche hebel f ü r die Rechenauslösung z u n ä c h s t m i n u t e n g e n a u in die n ä c h s t e Nockenlücke

Bild 88

Oroßsteuenvcrk.

N U - W e r k s : eine Nockenv i e r t e l s t ü n d l i c h ein Auslösea n g e h o b e n wird, u m darauf einzufallen.

('/> n a t Große )

b) E b e n f a l l s a u f d e r M i n u t e n w e l l e : eine S t u f e n s c h e i b e (2), M i n u t e n s t a f f e l g e n a n n t , deren U m f a n g 4 S t u f e n besitzt, d u r c h welche der E i n f a l l w e g des Viertelrechens b e g r e n z t wird dergestalt, d a ß die h ö c h s t e S t u f e den Rechen um e i n e n Z a h n , die n ä c h s t n i e d e r e u m z w e i , die n ä c h s t n i e d e r e u m d r e i u n d die niedrigste u m v i e r Z ä h n e einfallen l ä ß t , u n d zwar jeweils v i e r t e l s t ü n d l i c h n a c h e r f o l g t e r Auslösung. P r i n z i p s. Bild 90. c) A u f d e m S t u n d e n r ö h r : Die S t u n d e n s t a f f e l (3) ähnlich der M i n u t e n s t a f f e l , j e d o c h m i t 12 S t u f e n verschiedener Höhe, d u r c h welche der

—

121

—

Einfallweg des Stundenrechens begrenzt wird, dergestalt, daß die höchste Stufe den Rechen u m e i n e n Zahn, die nächstniedere um z w e i Zähne usw., die niedrigste also um z w ö l f Zähne einfallen läßt. Prinzip s. Bild 91.

1 2 •i 4 ö Sa öb 0 6a 7

Bild 89. K i n e m a t i k d e s Nockenscheibe, Minutenstaffel, Stundenstaffel, Auslosellebel, Viertelstundenrechen, Anschlagstift, Hebstirt, Stundenrechen, Anschlagstift (verstellbar), Sperrklinke,

Großsteuerwerkes. 8 Sperrklinke, 9 kurzer Palettenhebel, 10 l a n g e r P a l e t t e n h e b e l , 11 Ruckstell- oder Zahlmagnet, IIa A n k e r , 12 Ruckstellgewicht, Quecksilberschalter (für Viertel13 schlag), 14 Quecksilberschalter (für Yollschlag).

d) D e r A u s l ö s e h e b e l (4). E r r u h t mit einer Palette auf der Nockenscheibe, durch deren Nocken er viertelstündlich angehoben wird, u m darauf — jeweils genau nach Vollendung der 15., 30., 45. und 60. min — in die nächste Nockenlücke einzufallen. Er hat 2 Funktionen: a) Auslösen des Viertelstundenrechens, b) Steuerung des Viertelschalters »ein«.

—

122

—

e) D e r V i e r t e l s t u n d e n r e c h e n (5), Prinzip s. Bild 90. Er ist als zweiarmiger Winkelhebel ausgebildet. Der eine Arm, der als Zahnkranz mit 6 Zähnen (4 »Schlag«- und 2 »Halte«-Zähne) endet, ist mit einem Anschlagstift (5a) versehen, welcher beim Einfallen des Rechens auf die Minutenstaffel trifft. Der andere Arm trägt an seinem Ende zwei Stifte, einen kurzen und einen langen, die zur Steuerung 0 Einfallweg um 1 Zahn b 4Zähne benachbarter Teile (Stundenrechen und Vollschalter) dienen. Somit hat der Viertelrechen 3 Funktionen: Minufensiaffel

B i l d 90. M m u l e n s l a f f e l u n d

Vierlelreclien.

1. Abzählen der Viertelschläge (1 bis 4), 2. Ver- und Entriegeln des Viertelschalters (durch den kurzen Stift), 3. Entriegeln des Vollschalters (durch den- langen Stift). f) Der S t u n d e n r e c h e n ( ö ) , Prinzip s. Bild 91. Auch er ist als zweiarmiger Winkelhebel ausgebildet. Der eine Arm, der als Zahnkranz mit 18 Zähnen (12 »Schlag«-, 4 »Blind«- und 2 »Halte«-Zähne) 1 ) endet, ist mit einem Anschlagstift (6 a) ver-

Da bei jeder vollen Stunde Viertel- und Stundenrechen gleichzeitig ausgelöst werden, aber naturgemäß n a c h e i n a n d e r zurückgestellt werden müssen, besitzt der Stundenrechen (außer den beiden Haltezahnen) 4 sog. Blindzahne — entsprechend den 4 Schlagzähnen des Viertelrechens — um die er g l e i c h z e i t i g mit dem Viertelrechen gewissermaßen im Leerlauf zurückgestellt wird. Seine weitere Rückstellung erfolgt erst bei Abgabe der Stundenschläge, deren Abzählung demnach erst mit dem 5. Zahn — der als erster gilt — beginnt. Beim K l e i n s t e u e r w e r k entfällt, wie wir später sehen werden, der Viertelrechen, womit auch die Blindzähne im Stundenrechen entbehrlich werden. Um aber für beide Steuerwerke den gleichen Stundenrechen verwenden zu können — was wegen vereinfachter Fabrikation und Lagerhaltung erwünscht ist — sind für den Anschlagstift (6a) zwei Stellungen vorgesehen: die eine, bei der der Rechen stets um 4 Blindzahne mehr einfallt als der jeweiligen Staffelstufe entspricht (im Großsteuerwerk), die andere, bei der er genau der Staffelstufe entsprechend, also ohne Blindzähne, einfallt (im Kleinsteuerwerk). Daß der Rechen infolgedessen bei Verwendung im Kleinsteuerwerk mehr Zahne als notwendig besitzt, hat nichts zu sagen, weil die 4 überflussigen Zahne ans Ende rücken, wo sie für die Steuervorgange ohne Bedeutung sind.

— 123 — sehen, der beim Einfallen des Rechens auf die Stundenstaffel trifft. Dieser auf der Stirnseite abgeschrägte Anschlagstift sitzt auf einer Blattfeder und tritt durch ein Loch im Rechenarm hindurch, ist demnach beweglich. Das hat den Zweck, daß er, falls keine Rechenrückstellung erfolgt — bei Aussetzen des Netzstroms (vgl. S. 126) — von der weitergehenden Staffel beiseite gedrückt werden kann, ohne daß sich an der Rechenstellung etwas ändert. Der andere Arm trägt an seinem Ende einen Stift, der auf den benachbarten Vollschalter übergreift, um ihn zu steuern. Somit hat der Stundenrechen 2 Funktionen: a) Abzählen der Stundenschläge (1 bis 12), b) Steuerung des Vollschalters »aus«. Beide Rechen stehen unter dem Einfluß von Zugfedern und haben infolgedessen das Bestreben, nach rechts einzufallen, solange B i l d 91 sie nicht durch Sperrklinken und Paletten daran gehindert werden.

Stundenstaffcl

und

Stumlenrechen.

, g) Z w e i S p e r r k l i n k e n 7 und 8; die eine sperrt den Viertelrechen, die andere den Stundenrechen. Beide werden durch den Auslösehebel nach Bedarf ausgeklinkt. h) Z w e i P a l e t t e n h e b e l 9 und 10; sie sind am Anker des Elektromagneten angelenkt. Die Palette des kurzen Hebels (9) greift in die Zähne des Viertelrechens, die des langen (10) in die Zähne des Stundenrechens ein. Sie dienen zur Rechenrückstellung, nachdem sie vorher ausgeklinkt wurden. Hebel 9 wird durch den Auslösehebel, Hebel 10 durch einen Hebstift (5b) im Viertelrechen ausgeklinkt. i) E l e k t r o m a g n e t (11), Rückstell- oder'Zählmagnet. An seinem Anker ( I I a ) sitzen die Palettenhebel, außerdem an einem langen Hebelarm ein Gewicht (12) als Antriebskraft für die Rechenrückstellung (indirekter Schrittschaltantrieb).

— 124 — k)

/Auslösehebel

^ (O)} \ \ zkenscheibe

\\ i \\ >1 \i V W

"

7

* i h r/•/ GrlClrCCntiH

\

t e r (13 u n d 14), Bild 92 und 93. Sie schalten die Schlagwerksmotoren unmittelbar ein und aus (Viertelsohalter und

^ A V A \ \ \ V - Ni C S ^ S ^ J A - ' (gm« H|ip T V ^ 3

Vollschalter). Die Quecksilherrühren sind auf Pertinaxplatten befestigt, die auf hebelartigen Haltern sitzen,

- J ' ^ K rvLifÜHa—^ ^AÖj IJJTOW

idurch * i • diei* die t t Röhreni nach l links in die »hin«- und nach rechts in die »Aus «-Stellung

—" ________—

"

\

Quecksilberschal-

- - - - - V i e r t e l s c h a l t e r

gekippt werden können. Beide Schalthebel haben unter der

Einwirkung von Zugfedern das Bestreben, stets die » E i n stellung einzunehmen, sind aber mit Sperrnasen, der Vollschalter außerdem mit einer E i n f a l l e s t versehen, wodurch sie in der Ruhelage in der »Aus«-Stellung gehalten und nur jeweils nach Bedarf entriegelt werden. Dies geschieht viertelstündlich bzw. stündlich durch ein sinnreiches Wechselspiel zwischen Auslösehebel, Viertelrechen und Stundenrechen, Bild 92. Kinematik des Yierteischaiters.

das nachstehend im einzelnen erläutert wird. 1. D e r V i e r t e l s t u n d e n s c h l a g . Im Ruhezustand verriegelt der Viertelrechen (mit dem kurzen Stift) den Viertelschalter, der Stundenrechen den Vollschalter, so daß beide Quecksilberkontakte g e ö f f n e t sind. Nach Einfallen des Viertelrechens (kurz vor Ablauf einer vollen Viertelstunde) wird der Viertelschalter freigegeben, aber gleichzeitig erneut verriegelt durch den angehobenen Auslösehebel (s. Bild 89). E r s t wenn dieser nach Vollendung der 15., 30., 45. oder 60. min Vollschalten in die nächste Nockenlücke einfällt, wird der Viertelschalter endgültig freigegeben und kippt infolgedessen langer Stift zeitgenau in die »Ein «-Stelen Viertelrechen Bild 93.

Kinematik des Vollschalters.

] u n g

H i e r d u r c h

Viertelmotor

k o m m t

Zum

d e r

Laufen

— 125 — und betätigt das Schlagwerk mit 1, 2, 3 oder 4 Schlägen. Das Abzählen dieser 1 bis 4 Schläge erfolgt durch das Zusammenspiel zwischen dem Viertelrechen, dem vom Schlagwerk nach jedem Schlag betätigten Zählkontakt, der den Zählmagneten jedesmal kurz einschaltet, und dem (vom Anker des Zählmagneten bewegten) kurzen Palettenhebel (9), der den Viertelrechen nach jedem Schlag um einen Zahn zurückholt. Auf diese Weise gelangt der Viertelrechen jeweils nach dem letzten Viertelschlag in seine Ruhestellung, bei deren Erreichen er den Viertelschalter (mit dem kurzen Stift) in die »Aus«-Stellung kippt, womit der Motor zum Stillstand kommt. 2. D e r S t u n d e n s c h l a g . Dem Stundenschlag gehen stets die vier Schläge des Viertelstundenschlags voraus. Das bedeutet, daß nicht nur der Viertelrechen mit seinen vier Zähnen, sondern auch der Stundenrechen mit der der Stundenzeit entsprechenden Anzahl von Zähnen — beispielsweise um 5 Uhr mit 5 Zähnen zuzüglich 4 Blindzähnen — eingefallen ist und hierdurch den Vollschalter vorbereitend entriegelt hat. Seine endgültige Freigabe erfolgt jedoch erst durch den Viertelrechen, nachdem dieser — nach Abgabe des 4. Viertelschlags — in seine Ruhelage zurückgeholt ist. Dabei gleitet nämlich der im Viertelrechen sitzende lange Stift an der langen Sperrnase des Vollschalthebels entlang bis zum Erreichen der Rast, die dem Schalthebel das Einfallen gestattet, wobei sich der Vollkontakt schließt (s. Bild 93). Hierdurch kommt der Vollmotor zum Laufen, der das Schlagwerk in Gang setzt- und nach jedem Schlag durch Zählkontakt, Zählmagnet und langen Palettenhebel (10) den Stundenrechen Schritt für Schritt zurückholt. Nach Vollendung des letzten Schrittes hat der Stundenrechen seine Ruhelage wieder erreicht, wobei der Rechenarm mit seinem Stift den Vollschalter wieder in die »Aus«-Stellung kippt, womit der Motor ausgeschaltet wird. Zusammenfassend seien die den Viertel- und Vollschlag bewirkenden kinetischen Vorgänge noch einmal in einem Beispiel aneinander gereiht. Beispiel:

Das 12-Uhr-Schlagen.

1. A u s g a n g s p u n k t : Kurz vor 12 Uhr hebt die Nockenscheibe auf der Minutenwelle den Auslösehebel an, wodurch zunächst der Viertelrechen ausgeklinkt wird und infolgedessen einfällt. Mit seinem Hebstift (5b) hebt er dabei deii Palettenhebel (10) so weit an, daß auch der Stundenrechen frei wird und ebenfalls einfällt. ( 2. Zu dieser Zeit steht die M i n u t e n s t a f f e l so, daß der Viertelrechen um 4 Zähne, und die S t u n d e n s t a f f e l so, daß der Stundenrechen um 12 Zähne (zuzüglich 4 Blindzähne) einfällt. (Der Uhrmacher sagt: Das Schlagwerk hat »ausgehoben«.)

—

126

—

3. Nach Vollendung der 60. min fällt der Auslösehebel in die Nockenlücke, entriegelt hierdurch den Viertelschalter, der infolgedessen in die »Ein«-Stellung kippt, so daß der Viertelmotor zu laufen beginnt und das Viertelschlagwerk in Gang setzt. 4. Durch Zählkontakt, Zählmagnet und kurzen Palettenhebel wird nach jedem Viertelschlag der Viertelrechen u m einen- Schritt zurückgeholt, erreicht infolgedessen nach vier Schritten seine Ruhelage, in der er den Viertelschalter aus- und den Stundenschalter einschaltet. 5. Infolgedessen beginnt der Vollmotor zu laufen und setzt das Vollschlagwerk in Gang. 6. Nach jedem Schlag wird durch Zählkontakt, Zählmagnet und langen Palettenhebel der Stundenrechen Schritt für Schritt zurückgestellt, bis er nach dem 12. Schritt wieder in seiner Ruhelage angekommen ist, in der er den Vollkontakt in die »Aus«Stellung kippt, womit Motor und Schlagwerk zur Ruhe kommen und der gesamte Arbeitsgang des 12-Uhr-Schlagens beendet ist. 3. Die selbsttätige Schlagwerks-Richtigstellimg Jeder Laie, der einmal die Richtigstellung eines in Unordnung geratenen Hausuhr-Schlagwerks versucht hat, weiß, welches Durcheinander dabei entstehen kann. Es ist deshalb von nicht zu unterschätzender Bedeutung, daß sich das Schönbergsche Motorschlagwerk rein selbsttätig korrigiert, wenn es infolge Stromaussetzens eine Zeit lang außer Betrieb war und infolgedessen bei Wiedereinsetzen des Stroms nicht mehr mit der Uhrzeit übereinstimmt. Dabei ist es gleichgültig, wie lange die Außerbetriebsetzung dauert, zu welchem Zeitpunkt sie beginnt (z. B. ob während einer Schlagperiode oder innerhalb der Ruhezeit) und zu welchem Zeitpunkt sie wieder aufhört. In jedem Fall tritt sofort nach Wiedereinsetzen des Netzstroms das Schlagwerk in Tätigkeit, so daß die Glocken entsprechend dem jeweiligen Stand des Viertel- und Stundenrechens schlagen, also zunächst falsch schlagen (sofern nicht zufällig die Zeit des Stromeinsetzens dem Stand der Rechen entspricht). Nach Beendigung des Fehlschlagens ist aber das Schlagwerk wieder in Ordnung, d. h. nach Ablauf der nächsten Viertelstunde erfolgt r i c h t i g e s Schlagen, einerlei, ob es sich u m den •>-, oder Vollschlag handelt. Es gibt also nach Stromwiederkehr nur ein e i n m a l i g e s Fehlschlagen, das man als »Korrekturschlagen« bezeichnen kann. Zum Verständnis dieses, im ersten Augenblick verblüffenden Sachverhalts braucht man sich nur folgendes zu vergegenwärtigen: Nach Aussetzen des Netzstroms hört nicht nur das Laufen der Motoren, sondern auch die Tätigkeit des Rückstellmagneten auf, so daß eine Rechenrückstellung nicht mehr stattfindet. Dagegen drehen

— 127 — sich Minuten- und Stundenstaffel u n a u f h a l t s a m weiter; auch der Auslösehebel wird im regelmäßigen Viertelstundenrhythmus erst angehoben, u m nach Vollendung jeder Viertelstunde wieder einzufallen. Hieraus ergibt sich, daß nach einer gewissen Zeit — längstens nach 12 h vom Zeitpunkt des Stromaussetzens ab — b e i d e Rechen voll eingefallen sind und der Viertelschalter geschlossen ist. Sobald nun der Strom wiederkehrt •— einerlei zu welchem Zeitpunkt — beginnt sofort der Viertelmotor zu laufen und seine 4 Schläge abzugeben, wobei der Viertelrechen zurückgestellt wird. Dieser, in die Ruhelage zurückgekehrt, schließt den Vollschalter, so daß nun auch der Vollmotor seine 12 Schläge abgibt und der Stundenrechen in die Ruhelage zurückkehrt, womit das Korrekturschlagen beendet ist. Nach Vollendung der nächsten Viertelstunde, also u. U. u n m i t t e l b a r nach der Korrektur, fällt der Viertelrechen erneut ein, jetzt aber n u r so weit, wie es der Stellung der Minutenstaffel entspricht, so daß sich das nunmehrige Schlagen wieder zeitgerecht vollzieht. Der U m f a n g des Korrekturschlagens richtet sich nach dem Zeitpunkt, zu dem das Netz stromlos wird u n d nach der Dauer dieses Zustands; im Mindestfaile besteht es aus e i n e m Viertelschlag, im Höchstfalle — wie bereits erwähnt — aus 4 Viertel- und 12 Stundenschlägen. Liegen jedoch Beginn und Ende der Stromlosigkeit i n n e r h a l b e i n e r Viertelstunde, dann wird naturgemäß die Schlagwerkseinrichtung ü b e r h a u p t nicht in Mitleidenschaft gezogen. 4. Das Klein-Steuerwerk Der Verzicht auf die Viertelschläge gestattet, auch bei Beibehaltung des Halbstundenschlags, eine wesentliche Vereinfachung des Steuerwerks. Es fallen weg (nach Bild 89): der Viertelrechen (5), eine Sperrklinke (7), der kurze Palettenhebel (9), die Viertelstaffel (2), der Viertelschalter (13). Folgende Teile des Groß-Steuerwerks erfahren die nachstehend genannten, übrigens verhältnismäßig geringfügigen Änderungen, während alles übrige in Form und Funktion unverändert bleibt (s. Bild 94). 1. D e r S t u n d e n r e c h e n (6). a) Der erste »Halte«-Zahn wird auf halbe Zahnhöhe abgefräst. Das h a t zur Folge, daß, wenn der den Rechen haltende Palettenhebel (10) nach vorangegangener Ausklinkung der Sperrklinke auf etwas über halbe Zahnhöhe angehoben wird, der Rechen u m e i n e n Schritt fällt, und zwar deshalb n u r um einen Schritt, weil

— 128 —

er sich mit dem nächsten Zahn (normaler Höhe) sofort wieder an der Palette fängt. Dieser Schritt des Stundenrechens, der nach erfolgtem Halbschlag rückgängig gemacht wird, wiederholt sich nach Vollendung jeder 30. min (d. h. halbstündlich) und dient zur Schließung des Motorschalters für den Halbstundenschlag.

Bild 1 ,3 4 ß 6a 8

9 4.

Kinematik

Nockenscheibe. Stundenstaffel, Auslosehebel, Stundenrechen. Anschlagstift (verstellbar) Sperrklinke,

des

Kleinsteuerwcrkes. 10 11 IIa 12 13

Palettenhebel. Ruckstellmagnet. Anker. Ruckst ellgewicht, Quecksilbersclialter (für V o l l - und Ilalbschlag).

b) Der Anschlagstift (6a) wird um soviel nach rechts verstellt, daß der Rechen bei der S t u n d e n a u s l ö s u n g jeweils nur um soviel Zähne einfällt, als es der Stundenstaffelstellung entspricht. 2. Die N o c k e n s c h e i b e (1). Sie besitzt nicht mehr 4, sondern nur noch zwei um 180° versetzte Nocken, von denen der eine etwas höher als der andere ist. Auf der Nockenscheibe ruht — mit einer Palette — der Auslösehebel (4), der von dem zu jeder vollen Stunde wirksam.

— 129 — werdenden Hochnocken naturgemäß höher gehoben wird als von dem zu jeder halben Stunde wirksam werdenden Normalnocken. Hieraus ergibt sich, daß die Rechenauslösung zu jeder halben Stunde über den Halbzahn, zu jeder vollen Stunde normal erfolgt, wobei in letzterem Falle der Einfallweg des Rechens allein vom jeweiligen Stand der Stundenstaffel abhängig ist. Die einzelnen Arbeitsgänge wickeln sich nunmehr wie folgt ab: B e i m y>- S c h l a g . Kurz vor Vollendung einer 30. min hebt die Nockenscheibe durch den Normalnocken den Auslösehebel, der seinerseits zunächst die Sperrklinke ausklinkt, womit der Rechen freigegeben wird. Er bleibt vorerst noch gehalten durch den Palettenhebel. Beim Weiterdrehen der Nockenscheibe steigt der Auslösehebel höher, so daß er mit seiner Nase den im Palettenhebel sitzenden Mitnehmerstift erfaßt, wodurch die Palette auf etwas über halbe Zahnhöhe angehoben wird, was die endgültige Freigabe des Rechens zur Folge hat. Der Rechen fällt um e i n e n Schritt ein, gibt hierdurch den Motorschalter frei, der jedoch erst durch den nach V o l l e n d u n g der 30. min einfallenden Auslösehebel entriegelt wird und infolgedessen in die »Ein«-Stellung kippt. Der Motor läuft an, betätigt das Schlagwerk, das nach Abgabe des ersten Schlags den Zählkontakt betätigt, so daß der Zählmagnet anspricht und mittels des Palettenhebels den Rechen in die Ruhestellung zurückholt, bei deren Erreichen der Motorschalter in die »Aus«-Stellung gekippt und verriegelt wird, womit der Arbeitsgang des Halbstundenschlags beendet ist. Es handelt sich bei ihm also immer nur um e i n e n Schlag, dessen Auslösung halbstündlich über den auf halbe Höhe abgefrästen ersten. Zahn des Stundenrechens erfolgt. B e i m S t u n d e n s c h l a g . Zunächst vergegenwärtige man sich folgendes: Um 12.30 Uhr, 1 Uhr und 1.30 Uhr besteht das Glockenschlagen aus je einem Schlag, dessen Auslösung um 12.30 Uhr und 1.30 Uhr über Normalnocken und Halbzahn, um 1 Uhr — ebenso wie zu allen übrigen Vollstunden — über Hochnocken und Stundenstaffel erfolgt. Ausgangspunkt der Stundenschlagauslösung ist demnach der Hochnocken, der den Auslösehebel stets so hoch hebt, daß Sperrklinke und Palettenhebel den Stundenrechen ohne Rücksicht auf den Halbzahn freigeben, während der Einfallweg des Rechens (um die Anzahl der Zähne, die die Anzahl der Schläge bestimmt) vom jeweiligen Stand der Stundenstaffel abhängig ist. Mit dieser Darlegung dürfte das Zustandekommen der Stundenschläge genügend geklärt sein, denn Ein- und Ausschaltung des Motorschalters, Abzählen der Schläge und Rechenrückstellung geschieht auf die gleiche Weise wie im Großsteuerwerk. Auch die Verhältnisse beim vorübergehenden Aussetzen des Netzstroms sind die gleichen wie beim Großsteuerwerk, d. h. beim Wiedersehe i b e, Uhr.

9

— 130 — einsetzen des Stroms hebt sofort das Korrekturschlagen an, dessen Umfang abhängig ist vom Zeitpunkt des Stromaussetzens und von der Dauer der Stromlosigkeit; im Höchstfalle beträgt es 12 Schläge. Liegen Beginn und Ende der Stromlosigkeit i n n e r h a l b einer Halbstunde, dann wird die Schlagwerkseinrichtung überhaupt nicht in Mitleidenschaft gezogen. Nachdem wir hiermit das Kleinsteuerwerk für Voll- und Halbstundenschlag kennen gelernt haben, bleibt noch zu untersuchen, ob und gegebenenfalls welche weitere Vereinfachung bei Verzicht auf den Halbstundenschlag eintritt. Betrachtet man zu diesem Zweck noch einmal Bild 94, dann kann man sich leicht folgendes klar machen: Fällt der Halbstundenschlag weg, dann braucht man auch keine Halbstundenauslösung. Deren Ausgangspunkt liegt aber im Normalnocken der Nockenscheibe, ohne ihn gibt es keine Halbstundenauslösung. Auch der Halbzahn im Stundenrechen ist dann nicht mehr erforderlich, er stört aber auch nicht, wenn er bestehen bleibt. Demnach liegt die ganze Vereinfachung nur in der Nockenscheibe, die statt zwei nur noch einen Nocken besitzt. Da sich eine Verbilligung hieraus nicht ergibt, liegt also eigentlich kein Anlaß vor, auf den Halbstundenschlag zu verzichten. Daß man es trotzdem öfters tut, erklärt sich daraus, daß der nur mit e i n e m Schlag ausgestattete Halbstundenschlag jedesmal um 12.30 Uhr, 1 Uhr und 1.30 Uhr die Frage offen läßt, um welche der

— 131 — drei Zeiten es sich handelt und aus diesem Grunde mitunter beanstandet wird. 5. Das Hammerzugwerk (s. Bild 101) Es besteht aus dem Elektromotor mit Zahnradvorgelege und Nockenscheibe, ferner dem einarmigen Hammerzughebel, einer elektrisch lüftbaren Motorbremse und einer Kontakteinrichtung, dem sog. Zählkontakt. Der Motor treibt über das Vorgelege die Nockenscheibe (Exzenter) so an, daß sie in etwa 2 s eine Umdrehung macht. Dabei drückt der Nocken den Zughebel nach unten, der dadurch den Schlaghammer über eine Zugvorrichtung anhebt. Nachdem der Nocken seine höchste Stellung erreicht hat, gibt er den Zughebel plötzlich frei, der infolgedessen zurückschnellt, so daß der angehobene Schlaghammer mit eigener Schwerkraft auf den Glockenrand fällt. Eine Prellfeder sorgt dafür, daß nach erfolgtem Schlag zwischen Hammer und Glocke ein gewisser Abstand bleibt, damit das volle Ausklingen der Glocke nicht beeinträchtigt wird. Im Zurückschnellen betätigt der Zughebel den Zählkontakt, durch den der Rechen-Rückstellmagnet im Steuerwerk kurz eingeschaltet wird, was sich bei jedem Schlag Störschutz wiederholt. Bild 96. K l e i n s c h l a g w e r k s a n l a g e n . Montagestromlauf. Wesentlich für das einwandfreie Funktionieren des Schlagwerks ist die als Bandbremse ausgebildete Motorbremse, die die sof o r t i g e Stillsetzung des Motors nach öffnen des Motorschalters im Steuerwerk bewirkt. Sie wird gelüftet durch einen Elektromagneten, dessen Wicklung parallel zum Motor liegt, so daß im Augenblick der Stromö f f n u n g die von einer Feder angezogene Bandbremse wirksam wird. Der vom Motorschalter (Voll- und Viertelschalter) im Steuerwerk eingeschaltete Starkstromkreis verläuft demnach in drei Zweigen, nämlich 9*

a) über den Motor, b) über den Bremslüftmagneten, c) über den Rückstellmagneten (über den Zählkontakt). Zum Großschlagwerk gehören stets zwei Hammerzugwerke (für Viertel- und Vollschlag), während das Kleinschlagwerk mit einem auskommt, das auch den Halbschlag bedient. Montageschaltungen kompletter Schlagwerksanlagen zeigen Bild 95 u. 96, die nach dem Vorhergesagten keiner weiteren E r l ä u t e r u n g bedürfen. Wichtig ist es, sich schon bei der Planung über die Stromverhältnisse in dem in Betracht kommenden Starkstromnetz zu unterrichten, weil der Bremslüftmagnet keine großen Stromschwankungen verträgt. Sind solche zu erwarten, dann verwendet man als Kraftquelle zweckmäßiger eine Akkumulatorenbatterie von 24 V, die dann gleichzeitig als Uhrenbatterie und zum Betrieb der Motorzeigerlaufwerke dient. Dabei ist auf genügend große Kapazität zu achten, damit bei zeitweisem Aussetzen des Netzstroms keine Betriebsstörung eintritt. 6. Das Westminster-Schlagwerk') Unter »Westminster-Schlagwerk« versteht man eine Schlagwerkseinrichtung, zu der 5 in bestimmter Tonfolge abgestimmte Glocken gehören, z. B. eis—fis—gis—ais und tiefes h. Mit den 4 erstgenannten Glocken werden 5 verschiedene Klangfiguren I bis V gebildet:

«»m

ipiEEj:

I«rf i I i u ,

II

III

IV

V

Bs wird hier n u r deshalb ausfuhrlich b e h a n d e l t , weil es dem U h r e n f a c h m a n n ein feststehender Begriff ist. Neben dem Westminster-Schlagwerk gibt es zahlreiche andere Kunstschlagwerke, deren Glocken b e k a n n t e deutsche Liedanfange schlagen (z. B. »Üb i m m e r Treu und Redlichkeit«) u n d die durch im Prinzip gleiche Schlagwerkseinrichtungen gesteuert werden.

loo Sie werden schlagen : um um um um

—

am Ende jeder Viertelstunde in folgender Reihenfolge gey4 ]••>

% 4/4

1 Klangfigur 2 Klangfiguren 3 » 4 »

(1), ( I I und I I I ) , ( I V , V und I), ( I I , I I I , I V und V ) .

Ks findet also eine Wiederholung der Reihenfolge von der vorletzten Figur des 3 /r^ c hlags ab statt, was eine erhebliche Vereinfachung der Schlagwerkskonstruktion ermöglicht.

> \

^ j

•• =p )

"ÖT.

A n den 4/4-SchIag schließen sich jj Ä die Vollschlage in der der jeweiligen Jjjj Jk / 2 Tageszeit entsprechenden Anzahl wwTi'"'^"»^jjjgfr an unter Verwendung der tiefen JL f T t h-Glocke. A Ii*" Die Abgabe der Schlage erfolgt durch zwei mit Motor angetriebene A3 /"¡""^V \ Hammerzugwerke, das eine für das i 4 Glocken-Werk (Viertelschläge), das V 7 andere für das 1 - Glocken-Werk \ ^ J (Vollschlage). v ^ i ; /,. S 1 —feh a/s Die zeitgerechte Ein- und Aus' Schaltung der Motoren erfolgt durch ein normales Großsteuerwerk, das seinerseits von einer Hauptuhr bedient wird. /In — n ^ CIS Der Kernpunkt des Westmin.- a i a j j i g sterschlags liegt im Hammerzugwerk Tlfür das 4-Glocken-Werk, das mittels j ! 1111 r Q . i im h 2 zweier Nockenscheiben und 4 Zugcrj^r^rj:pi^nriprrr—gis hebeln zu jeder Viertelstunde die — A fy , 0(J Glocken in der Reihenfolge der ie... .. _r Bild 97 lldiniiicr/.uKwerk lur \\ eslmmskTweiligen Klanghguren unter Einschlag, haltung gleichmaßiger Pausen zwischen den einzelnen Klangfiguren anschlagen läßt. Das Prinzip zeigt Bild 97. Die beiden Nockenscheiben A und B sind auf beiden Seiten mit Nocken besetzt, durch welche die 4 Hammerzughebel hi bis abwechselnd betätigt werden. Die Nocken sind so in einer Kreisbahn angeordnet, daß je 4 eine Gruppe bilden, wobei z. B. Nocken 1 und 2 auf der Vorder- bzw. Rückseite der Scheibe A, Nocken 3 und 4 auf der Vorder- bzw. Rückseite der Scheibe B sitzen.

— 134 — Im ganzen sind 5 Gruppen — entsprechend den 5 Klangfiguren 1 ^.ais IZ — vorgesehen, so daß jede Gruppe 2 •gis 1. Gruppe einschließlich der für die Pau3 , fisül IHc/'s 4 sen erforderlichen Zwischenräume einen Kreisabschnitt von 72° ein. fist I nimmt/ 2_ aisll ¿Gruppe • ff/S 3 Wenn die fest auf einer gemein• c/5 4 samen Achse sitzenden Nockenscheiben von einer bestimmten "ffsC 1.. _ TT" Anfangsstellung ab gedreht wer2 • gfs > 3.Gruppe 3 asH den, dann betätigen die 5 NockenfisC. 4 gruppen nacheinander 5 mal die 4 Hammerzughebel. Da nun, wie 1 _ . .. ®sC fisil 2 aus Bild 98 hervorgeht, das die 4.Gruppe • g/'s 3 Nockenkreise mit ihren 20 Nocken • cfc 4 in abgewickeltem Zustand zeigt, die Stellung der Nocken zuein• c/5 1 ._ 2 • g/s ander innerhalb jeder Gruppe SGruppe 3 arsJZ verschieden ist, so schlägt jede . f/sC 4 Nockengruppe ihre eigene Klangfigur. Es werden also bei einBild 98. Nockenscheiben, abgewickelt. maliger Umdrehung der Scheiben 5, bei zweimaliger Umdrehung 10 Klangfiguren geschlagen. Dabei werden die Nockenscheiben so gesteuert, daß S

nach der 1. Viertelstunde » » 2. » » » 3. » » » 4. » geschlagen werden.

1 2 3 4_

d. s. im ganzen 10 Klangfiguren,

Mit anderen Worten: Innerhalb einer Stunde machen die beiden Scheiben A und B zwei Umdrehungen; dabei werden sie durch den Zählkontakt am Hammerzugwerk und durch Viertelrechen und Rückstellmagnet im Steuerwerk so gesteuert, daß die Umdrehungswege betragen: beim Schlagen 72° » » 144° » %» 216° » » 288° Sa.720° das sind 2mal 360° = 2 Umdrehungen.

— 135 — Das Übersetzungsverhältnis — über Schnecke und Zahnradvorgelege — zwischen Motor und Nockenscheiben ist so gewählt, daß eine volle Umdrehung der Nockenscheiben 20 bis 25 s, eine 1 / 5 Umdrehung (72°) also 4 bis 5 s dauert, was der Schlagzeit e i n e r Klangfigur einschließlich Pausen entspricht. Der Zählkontakt wird durch ein Zahnrad des Vorgelegesatzes betätigt, das zu den Nockenscheiben in einem Übersetzungsverhältnis von 5 : 1 steht, d. h. jedesmal, wenn die Nockenscheiben 1 / 5 Umdrehung beendet haben, hat das betreffende Zahnrad eine ganze zurückgelegt,

Bild 99. I l a m m e r z u g w e r k f ü r Westminsterschlag. Ansicht von rechts, ('/s n a t ü r l i c h e r G r o ß e ) K Korrekturrelais, BLM Bremsluftmagnet, U Überwachungskontakt, JV Nachlaufrelais.

worauf es den Zählkontakt (zur Rechenrückstellung durch den Rückstellmagneten) kurz betätigt. Eine der beiden Nockenscheiben steuert einen Überwachungskontakt Ü in der Weise, daß er nur dann g e ö f f n e t ist, wenn die Nockenscheiben nach Beendigung zweier vollen Umdrehungen zur Ruhe gekommen sind, also zuletzt ein 4 /¿-Schlagen (mit den vorschriftsmäßigen Klangfiguren II, III, IV, V) beendet haben. Bereits beim nächsten Schlagen schließt sich der Kontakt wieder und b l e i b t g e s c h l o s s e n bis zur Beendigung des nächsten 4 / 4 -Schlagens. Demnach ist er jeweils y 4 h g e ö f f n e t und % h geschlossen. Sein Zweck wird später erörtert werden. Der Motor besitzt die bekannte durch Elektromagnet lüftbare Bandbremse, die seine sofortige Stillsetzung nach Stromunterbrechüng bewirkt, was für den regelmäßigen Schlagwerksablauf wichtig ist. Das

— 136 —

Bild

100.

Hammerzugwerk

für

estmmstcrschlag

Ansicht

von

links

4 - G l o c k e n - H a m m e r z u g w e r k in seiner wirklichen Gestalt zeigen die Bilder 99 und 100. — Das Hammerzugwerk für den Vollsclilag ist normal (Bild 101). Die Beziehungen zwischen den Hammerzugwerken und dem Steuerwerk ergeben sich aus der Prinzipschaltung Bild 102.

Bild

101.

Hammerzugwerk

für Vollschlag

(V', n a t ü r l i c h e r c . r o ß r )

— 137 — Jedesmal nach Vollendung einer Viertelstunde schließt sich nach vorangegangenem Einfallen des Viertelrechens der Viertelschalter im Steuerwerk, so daß der Viertelmotor anläuft und die Nockenscheiben in Gang setzt. Dabei wird auch der Zählkontakt Zx betätigt, und zwar 1 mal 2 mal .'5 mal 4 mal

Bild 10;;. ULM K jV IIM l)

um um um um

y4, ¥_>, % und '/.¡,

Prmzipsti'omlauf des

Bremsluttmagnel, Korrekturrelais, Nachlaufrelais. Ruckstellraagnet. Übenvaehungskontakl,

WestminsterscliUguerks Z t ZalUkontakt l u r V i c r t c l r c o h e n - R u c k Stellung, Z . Z a h l k o n t a k l für V o l l r c e h e n - R u c k f-lrllunpr.

wodurch die Rechenrückstellung im Steuerwerk und — jeweils nach dem letzten Rechenschritt — Öffnung des Viertelschalters und damit Stillsetzung des Hammerzugwerks erfolgt. Dessen Laufdauer wird demnach bestimmt durch die Anzahl der Zähne, um die der Viertelrechen eingefallen ist. Ist er um einen Zahn eingefallen, dann läuft das Hammerzugwerk so lange, daß eine Klangfigur geschlagen wird, nach Einfall um 2 Zähne werden zwei, nach Einfall um 3 Zähne drei und nach Einfall um 4 Zähne endlich vier Klangfiguren geschlagen.

— 138 — Mit Vollendung der vierten Klangfigur ist der Viertelrechen in seine Ruhelage zurückgekehrt, wodurch der Viertelschalter aus- und der Vollschalter eingeschaltet wird, so daß nunmehr Abgabe der Vollschläge in bekannter Weise erfolgt. Der Überwachungskontakt Ü und die beiden Relais K und N (K = Korrekturrelais, N = Nachlaufrelais) dienen der Schlagwerksregelung, wenn nach einem vorübergehenden Aussetzen des Netzstroms, während dessen das Schlagwerk außer Retrieb bleibt, der Strom wieder einsetzt. Da sowohl der Reginn als auch das Ende einer derartigen Stromlosigkeit zu jeder beliebigen Zeit eintreten kann, also das Aussetzen z. R. auch mitten in einer Schlagperiode, müssen Vorkehrungen getroffen werden, daß hierdurch beim Wiedereinsetzen des Stroms kein Durcheinander in der Schlagfolge entsteht und eine etwaige Unstimmigkeit zwischen Schlag und Tageszeit sich s e l b s t t ä t i g korrigiert. Die hierfür in Retracht kommenden Vorgänge sind aus der Prinzipschaltung Rild 102 ersichtlich. Zum Verständnis der Korrektureinrichtung (Ü, K und N) muß man zunächst beachten, daß das allein von der Hauptuhr und der Uhrenbatterie abhängige Steuerwerk auch beim Ausbleiben des Netzstroms weitergeht, woraus sich ziemlich verwickelte kinetische Vorgänge ergeben, die man sich aus Rild 89 vergegenwärtigen kann. Angenommen, der Netzstrom setzt kurz nach 9 Uhr während der Vollschlagperiode etwa nach dem vierten Vollschlag plötzlich aus. Dann entsteht im Steuerwerk folgende Situation: a) Der Viertelrechen befindet sich bereits wieder in der Ruhelage (da ja das ^ - S c h l a g e n noch ordnungsmäßig abgelaufen ist), und der Viertelschalter ist infolgedessen geöffnet. b) Der Stundenrechen ist noch mit 5 Zähnen eingefallen, und der Vollschalter ist geschlossen. c) Das weitergehende Steuerwerk klinkt durch Nockenscheibe und Auslösehebel alle Viertelstunden den Viertelrechen aus, der aber n i c h t einfallen kann, weil er durch den noch in der » E n t stellung befindlichen Vollschalter gesperrt ist (auch der Viertelschalter, der sonst durch den Auslösehebel viertelstündlich einmal auf kurze Zeit geschlossen wird, bleibt in Ruhe). Nun sei weiter angenommen, daß um 11.15 Uhr der Netzstrom wieder einsetzt. Dann geschieht folgendes: d) Das Vollschlagwerk tritt sofort in Tätigkeit und gibt die restlichen fünf Schläge ab. Danach befindet sich der Stundenrechen wieder in der Ruhelage, und der Vollschalter ist geöffnet. e) Um 11.30 Uhr fällt der Viertelrechen ordnungsmäßig um 2 Zähne ein, und der Viertelschalter schließt sich, so daß das Viertelschlagwerk in Tätigkeit tritt. J e t z t b e s t e h t a b e r z w i s c h e n

— 139 — V i e r t e l r e c h e n und H a m m e r z u g w e r k eine U n s t i m m i g k e i t , die d a d u r c h e n t s t a n d e n i s t , d a ß das V ^ S c h l a gen (um 11.15 U h r ) a u s g e f a l l e n ist. Die Folge hiervon ist, daß um 11.30 Uhr nicht die vorgeschriebenen zwei Klangfiguren I I und III, sondern I und II geschlagen werden (vgl. Seite 133). f) Der Fehler bleibt zunächst bestehen, so daß auch um 11.45 Uhr statt der vorgeschriebenen drei Klangfiguren IV, V und I III, IV und V geschlagen werden. g) Auch das 4 / 4 -Schlagen um 12 Uhr ist noch fehlerhaft, indem statt der vorgeschriebenen vier Klangfiguren II, III, IV und V I I I , IV, V und I geschlagen werden. Dieser Fehler korrigiert sich jedoch, wie aus Bild 102 ersichtlich ist, nach erfolgtem 12-Uhr-Vollschlag rein selbsttätig auf folgende Weise: / Infolge der Verschiebung um eine Nockengruppe (Klangfigur) bleibt der ¿/-Kontakt nach beendetem 4 / 4 -Schlagen geschlossen, so daß bei Einsetzen des Vollschlagens nicht nur das K-Relais, sondern auch das iV-Relais zum Ansprechen kommt. K wird nach beendetem Vollschlagen (infolge Öffnens des Vollschalters) wieder stromlos, während sich N über seinen Haltekontakt nx hält. Hierdurch wird nach Beendigung des Vollschlagens über kx und n2 das Viertelschlagwerk unabhängig von Viertelrechen und Viertelschalter erneut eingeschaltet, und es läuft so lange, bis die Nockenscheiben eine volle Umdrehung beendet haben, worauf sich der ¿/-Kontakt wieder öffnet, N infolgedessen abfällt und mit n2 den Viertelmotor ausschaltet. Bei diesem Vorgang machen die Nockenscheiben im ganzen eine Teilumdrehung von 288°, wobei vier Klangfiguren geschlagen werden. Danach befindet sich das Schlagwerk wieder in Übereinstimmung mit dem Viertelrechen, so daß vom nächsten Viertelschlag ab (12.15 Uhr) wieder richtiges Schlagen erfolgt. Kehrt jedoch der Strom nicht, wie in vorstehendem Beispiel angenommen, um 11.15 Uhr, sondern beispielsweise um 9.58 Uhr zurück, dann besteht das Korrekturschlagen — außer den restlichen Vollschlägen, die in jedem Falle nachgeholt werden — nicht aus vier, sondern nur aus einer Klangfigur, wie sich aus folgendem ergibt: a) Sofort nach Einsetzen des Stroms schlägt das Vollschlagwerk die restlichen 5 Schläge, worauf sich der Stundenrechen in der Ruhelage befindet und der Vollschalter geöffnet ist. b) Um 10 Uhr fällt der Viertelrechen ordnungsmäßig mit 4 Zähnen ein, der Viertelschalter schließt sich, und das Viertelschlagwerk schlägt 4 Figuren, aber n i c h t die richtigen. Warum? Beim Aussetzen des Stroms (kurz nach 9 Uhr) befand sich das Viertelschlagwerk, nachdem es kurz vorher die 4 Klangfiguren des 4/4-

— 140 Schlagens ( I I , I I I , I V , V) abgegeben h a t t e , in der ordnungsmäßigen Ruhestellung, in der es seitdem verblieb, weil das y 4 -, y>- und % - S c h l a g e n wegen Stromlosigkeit im Netz ausfiel. Infolgedessen fängt das 4/4Schlagen um 10 Uhr mit Figur 1 an, schlägt also I, I I , I I I , IV s t a t t II, I I I , I V , V . Die Folge dieser Verschiebung ist, daß der ¿/-Kontakt n a c h Schlagen der letzten Figur ( I V ) geschlossen bleibt. B e i m darauffolgenden Vollschlagen k o m m t infolgedessen durch k2 das vY-Relais zum Ansprechen und bereitet m i t n 2 die erneute E i n s c h a l t u n g des Viertelschlagwerks vor. Nach Beendigung des Vollschlagens wird das K-Relais stromlos und schaltet mit das Viertelschlagwerk endgültig ein, das infolgedessen erneut in T ä t i g k e i t tritt und die Schläge der Figur V nachholt. Hierauf öffnet sich X fallt infolgedessen ab und schaltet mit /z2 das Schlagwerk wieder aus, womit die K o r r e k t u r beendet ist, so daß ab 10.15 IJhr alles wieder richtig schlägt. Aus den vorstehenden zwei Beispielen erkennen wir folgendes: Entscheidend für die A n z a h l der Klangfiguren, durch die ein Fehler in der Schlagfolge korrigiert wird, ist nicht die Zeit, zu der der Netzstrom wiederkehrt, sondern der Zeitpunkt, zu welchem das Schlagen der restlichen Vollschlage beendet ist. F ä l l t dieser Z e i t p u n k t in die e r s t e Viertelstunde, dann ist überhaupt keine weitere K o r r e k t u r erforderlich; fallt er in die z w e i t e , dann sind 4, in die d r i f t e , dann sind 3, in die v i e r t e , dann ist 1 Klangfigur zur K o r r e k t u r erforderlich. Diese erfolgt selbsttätig jedesmal nach Beendigung des nächsten Vollschlagens.' Dabei ist es gleichgültig, wie lange die Stromlosigkeit dauerte. 7. Motorschlagwerk mit zwei Steuerwerken Die Verwendung zweier Steuerwerke, eines für das Viertelschlagen, das andere für das Vollschlagen, bietet neben dem erhöhten Aufwand mancherlei Vorteile in bezug auf die E i n f a c h h e i t der Einrichtungen und die Betriebssicherheit. Die im nachstehenden beschriebene Ausführung, für die beispielsweise der B e t r i e b eines Westminster-Schlagwerks angenommen wird, die aber selbstverständlich auch für gewöhnliche Viertel- und Vollschlagwerke verwendbar ist, besteht aus dem Steuerwerk für den Viertelschlag, dem Steuerwerk für den Vollschlag und den beiden Haminerzugwerken nebst Glocken und sonstigem Zubehör. Das Viertelsteuerwerk (Bild 103), das in üblicher Weise durch ein N U - W e r k angetrieben wird, trägt auf- der Minutenwelle zwei je mit einer Einfallrast versehene Scheiben A und B, die um 9 0 ° gegeneinander versetzt sind. Auf jeden Scheibenumfang stützen sich zwei gegenüber-

— 141 — s t e h e n d e hebelartige H a l t e r 1 bis 4, die als Quecksilberschalter ausgebildet sind u n d zur E i n s c h a l t u n g des % - u n d 4 / 4 -Schlags dienen, i n d e m n a c h Ablauf j e d e r V i e r t e l s t u n d e ein H a l t e r in die ank o m m e n d e Scheibenrast einfällt, wobei sich der Quecksilberschalter schließt. Infolge' der R a s t e n v e r s e t z u n g fällt n a c h der ersten Viertels t u n d e H a l t e r 7, nach der zweiten H a l t e r 2, n a c h der d r i t t e n H a l t e r 3 und n a c h der v i e r t e n H a l t e r 4 ein. ~~ ( "N Die W i e d e r ö f f n u n g der Quecksilber^psSjßr ' Schalter erfolgt, u n a b h ä n g i g v o m A >\ Kl ' Schlagwerksablauf, d u r c h die sich ,V\ 4 2 ' / weiter d r e h e n d e n R a s t s c h e i b e n , wov\ Av ,i e w £ > i' s eingefallene H a l t e r

Tiilil 104

B i l d 103

VierieKmieruerk.

S c h a l t e m r i c h l u u K a m ViprtPlsclil.iRll.uniner/ugwerk ii S c l i a l t k u r b e l . 2/3 U/min.

liild

1??

S y n r l i r o n u l i r mit

Sekunden/eurer

Die Anwerfeinrichtung (Starter) besteht aus einem unter der W i r k u n g einer Zugfeder stehenden Schieber mit rechtwinklig umgebogenem Mitnehmerzahn, der sich infolge einer sinnreichen zusätzlichen seitlichen Verschiebung beim Herunterziehen des Schiebers in eine Lücke der Läuferzähne einschmiegt und infolgedessen beim Zurückschnellen den Läufer mit einem kräftigen Ruck anwirft. Da derartige Werke schon bei einer ganz kurzen Netzstromunterbrechung stehen bleiben und von selbst nicht wieder anlaufen, ist es wichtig, an einem sinnfälligen äußeren Merkmal sofort erkennen zu können, ob die Uhr geht oder steht. Aus diesem Grunde besitzt das Zeigerlaufwerk außer Minuten- und Stundenrohr eine Sekundenwelle, die vom Motor über eine Übersetzung (166 2 / 3 : 1) so angetrieben wird, daß sie in der Minute eine Umdrehung macht. Sie trägt den konzentrischen Sekundenzeiger oder — da dieser »schleichende«, ständig

—

158

—

kreisende Zeiger etwas Ruheloses h a t u n d deshalb nicht n a c h jederm a n n s Geschmack ist — eine kleine Signalscheibe mit weißem Markierstrich; Bild 122 und 123 zeigen zwei typische Beispiele.

Bild

Ii.1.

S y n c h r o n u l i r mit

(1 aiifian-/citrei' ( M . i r k i c T s I n c l i )

4. Der selbstanlaufende Synchron moior Die Notwendigkeit, den Motor von H a n d anwerfen zu müssen, ist ein gewisser Nachteil, besonders deshalb, weil schon bei einem Stromaussetzen von kürzester Dauer die Uhr sofort stehen bleibt und d a n n von H a n d ern e u t angeworfen werden m u ß . Der n ä c h s t e E n t w i c k l u n g s s c h r i t t f ü h r t e deshalb zum selbstanlaufenden Synchronmotor, d. h. zu der K o m b i n a t i o n eines S y n c h r o n m o t o r s mit einem Asynchronmotor. Sein Prinzip zeigt Bild 124. Die beiden Ständerpole sind durch einen Einschnitt in vier Pole aufgespaltet. Davon sind zwei nicht gegenüberliegende — auf jeder Seite einer — mit einem K u p f e r r i n g Bild 1 2 i . l ' r i n / i p des s e l b s t umgeben. In den Kupferringen entstehen ,miaufenden Synchron motors Wirbelströme, die ein u m 90° verschobenes Drehfeld erzeugen, das den Läufer sofort nach E i n s c h a l t u n g mit zun e h m e n d e r Geschwindigkeit anlaufen l ä ß t . Sobald er die synchrone Drehzahl erreicht h a t , wird er in das wesentlich stärkere SynchronDrehfeld gerissen, in welchem er n u n m e h r m i t gleichbleibender Drehzahl, nämlich 3000 U/min, verbleibt und Arbeit leistet. Aber auch

— 159 — dieser Schnelläufer m u ß erst zu einem L a n g s a m l ä u f e r g e m a c h t werden, b e v o r er sich z u m K l e i n u h r a n t r i e b eignet. S t ä n d e r u n d L ä u f e r müssen d e s h a l b vielpolig ausgebildet w e r d e n , u n d die H ä l f t e d e r Ständerpolo m u ß u m k u p f e r t sein. 5. Ausführimgsbeispiel E i n e h e r v o r r a g e n d e L ö s u n g dieser k o n s t r u k t i o n s t e c h n i s c h e n Aufg a b e zeigt der s e l b s t a n l a u f e n d e S y n c h r o n m o t o r einer d e u t s c h e n Elektriz i t ä t ^ - G r o ß f i r m a . In seiner genial e r d a c h t e n A n o r d n u n g u n d seiner

b

Bild

lü.'i A . u s l u l i r u i i K s b e i ^ p i e l e i n e s s e l b s t a n l a a f e n d e i i a (ieliausekapsel. dient g l e i e h / e i l i g als Stander, Ii K u p f e r i i r m i e r i i n { ? .

LaiiKsainlauters, n.iInrlicl r Lauferlager, il K i n g s p u l e . e Troniniellaurer

e x a k t e n , r a t i o n e l l s t e r M a s s e n f e r t i g u n g R e c h n u n g t r a g e n d e n feinmechanischen A u s f ü h r u n g k a n n m a n ihn als ein technisches W u n d e r w e r k bezeichnen, e n t s t a n d e n aus einer sinnvollen V e r s c h m e l z u n g von Elektrot e c h n i k , M a s c h i n e n b a u u n d F e i n m e c h a n i k , wobei drei g e w a n d t e Helfer i n n e n , die Zieh-, S t a n z - u n d P r e ß t e c h n i k erfolgreich Hilfsstellung geleistet h a b e n . Dieser in Bild 125 u n d 126 dargestellte S y n c h r o n m o t o r setzt, sich aus folgenden H a u p t b e s t a n d t e i l e n z u s a m m e n : dem der den der dem

k a p s e i f ö r m i g e n S t ä n d e r a, K u p f e r a r m i e r u n g b, L ä u f e r l a g e r n c, Ringspule d, T r o m m e l l ä u f e r e.

—

160

—

D e r S t ä n d e r besteht aus zwei runden eisernen Kapselhälften, die, mit Feinpassung fest aufeinander gesteckt (aufgesprengt), e i n e geschlossene Kapsel bilden. Der Boden jeder Kapselhälfte ist so ausgestanzt, daß 8 radiale stäbchenförmige Lappen stehen bleiben, die, rechtwinklig nach innen umgebogen, 8 »Kapselpole« bilden. Im Innern jeder Kapselhälfte ist ein Eisenring (Polring) eingenietet, der wie die Kapselböden so aus dem Vollen gestanzt ist, daß ebenfalls 8 radiale stäbchenförmige Lappen stehen geblieben sind, die, ebenfalls rechtwinklig nach innen umgebogen, 8 »Ringpole« bilden. Jede Kapselhälfte enthält demnach zusammen 16 Stäbchenpole, die so neben-

einander liegen, daß immer ein Kapselpol und ein Ringpol ein Paar bilden und zwischen jedem Paar eine größere Lücke bleibt, in die bei zusammengesteckten Kapselhälften die entsprechenden Polpaare der Gegenkapsel hineinragen. Jede Kapselhälfte besitzt eine zwischen Polring und Kapsel liegende zweiteilige Kupferarmierung, die die 8 Kapselpole umringt, während die in einer anderen Ebene beginnenden 8 Ringpole außerhalb der Kupferarmierung bleiben. Durch diese Anordnung entsteht, wenn beide Kapseln aufeinander gesteckt sind, ein Polkranz von 32 Stäbchenpolen, von denen immer der zweite u m k u p f e r t ist. Hiermit ist die Voraussetzung eines Selbstanläufers erfüllt, der im Prinzip dem Bild 124 entspricht. In die Nabe der radförmigen Kupferkörper sind die sehr sorgfaltig ausgebildeten, mit Olkammer versehenen Lagerfutter für die beiden Läuferzapfen eingesetzt; die Lager selbst bestehen aus Novotextscheiben.

—

161

—

Der Raum zwischen Polkranz und Kapselwand dient zur Aufnahme der auf einen ringförmigen Spulenkörper aus Preßstoff aufgebrachten Ständerwicklung. D e r L ä u f e r , der dank seiner genialen Konstruktion nur 3 g wiegt, hat die Gestalt einer Trommel; ihre Seitenwände bestehen aus zwei Pertinaxscheiben, ihr Umfang aus einem mit 16 Aussparungen versehenen Stahlband. Die Trommel sitzt auf einer Welle, deren beide Zapfen in den Kapsellagern laufen. Der eine trägt auf seinem verlängerten, durch das Lager hindurchtretenden Ende ein Trieb, das über ein Pertinaxzahnrad den Antrieb des Zeigerlaufwerks vermittelt.

Bild 127 Zeigerlaufwerk nul selbst.inUureiiclem tjynchronniotor lur größere Uliren

Da der Motor 16 polig ist (2 • 8 Stabchenpole an den Einlageringen und 16 durch Aussparungen gebildete Pole in der Läufertrommel) 50 * 2 * 60 macht er — = 375 Umdrehungen in der Minute, womit er sich hervorragend zum Uhrenantrieb eignet. Den Zusammenbau dieses Motors mit einem kräftigen Zeigerlaufwerk für größere Uhren nach Schönberg zeigt Bild 127. Das vollkommen gekapselte Werk zeichnet sich durch Einfachheit und Stabilität aus. t Die Übersetzung vom Läufer zur Minutenwelle ( 2 2 5 0 : 1) erfolgt über Trieb, Zahnrad und einen doppelten Schneckensatz (Schnecke und Schneckenrad) zur Minutenwelle, so daß außer dem Wechselgetriebe und einem^Zeigerstellrad auf der Minutenwelle keine weiteren Räder erforderlich sind. Die Zeigerstellung erfolgt durch einen an seinem oberen Ende als Schaltklinke ausgebildeten Schieber, der mittels Zugschnur von Hand S c h e i b e , Uhr.

11

—

162

—

nach unten gezogen wird, wobei die Schaltklinke das Stellrad mit jedem Zug um einige Zähne weiterstellt; seine Rückführung geschieht durch eine Zugfeder. ' 6. Die Gangreserve Auch die selbstanlaufenden Synchronuhren befriedigen noch nicht alle Ansprüche. Denn was nützt schon der Selbstanlauf, wenn nach vorübergehendem Aussetzen des Netzstroms (mit dessen Problemen wir uns schon im ersten Abschnitt bei den Motorzeigerlaufwerken und Motorschlagwerken sehr eingehend beschäftigt haben) die Uhren zwar selbsttätig wieder anlaufen, aber unrichtige Zeit zeigen. Es kam deshalb zu einer dritten Entwicklungsstufe, in der die selbstanlaufende Synchronuhr mit G a n g r e s e r v e entstand. Auch sie sei einer eingehenderen Betrachtung unterzogen. Unter »Gangreserve« hat man sich eine Reserveantriebskraft vorzustellen, die das Zeigerlaufwerk in Betrieb hält, wenn der Synchronmotor infolge Netzstromunterbrechung zum Stillstand kommt. Sobald der Strom zurückgekehrt ist, läuft der Motor an und übernimmt den Antrieb wieder. Die Uhr zeigt also trotz zeitweiligen Motorstillstands stets die relativ richtige Zeit1), was in Versorgungsgebieten mit häufigen Netzstörungen gewiß ein beachtenswerter Vorteil ist, der nur leider ziemlich teuer erkauft werden muß. Die naheliegendste Reserveantriebskraft ist die Uhrfeder, die den Zeigerantrieb nach Einschalten eines Gehwerks (mit Unruhe als Gangregler) übernimmt, sobald der Motor wegen Stromlosigkeit ausfällt. Damit wird die von Haus aus einfache Synchronuhr erweitert zu einer kompletten Federzuguhr mit einer ziemlich komplizierten elektromechanischen Umschalteinrichtung; hinzu kommt eine selbsttätige Aufzugseinrichtung, denn die Feder gibt selbstverständlich nur dann Kyraft ab, wenn sie vorher aufgezogen ist. Aus dem ursprünglich so einfachen Mechanismus wird also ein ziemlich verwickeltes Gebilde, das einen Hauptvorzug der Synchronuhr, nämlich den der Billigkeit, eingebüßt hat. Drei Probleme waren somit zu lösen, bevor eine brauchbare Ausführung entstand, nämlich 1. eine zuverlässige elektromechanische Umschaltung vom Motorzum Federzugantrieb, 1

) Man darf sich dabei nicht zu der A n n a h m e verleiten lassen, d a ß sich eine etwaige durch Frequenzschwankungen oder durch die Gangreserve hervorgerufene Zeitdifferenz beim Zurückschalten auf den Motorbetrieb selbsttätig korrigiert. Die Differenz bleibt selbstverständlich bestehen, und zwar die durch Frequenzschwankungen hervorgerufene bis zur nächsten F r e q u e n z k o r r e k t u r im K r a f t w e r k , die gewohnlich n a c h t s vorgenommen wird, w a h r e n d die von der Gangreserve verursachte nötigenfalls von H a n d beseitigt werden m u ß .

— 163 — 2. das »Anspringen« des Gehwerks, das u. U. viele Monate lang nicht in Anspruch genommen wird, darf im Bedarfsfalle nicht durch verdicktes Öl in Frage gestellt sein. Das sicherste und vermutlich einzige Mittel gegen diese Gefahr ist, es dauernd mitlaufen zu lassen, selbstverständlich im Leerlauf, d. h. ohne Verbindung mit dem Zeigerlaufwerk, das ja normalerweise vom Synchronmotor bedient wird. 3. Hieraus ergab sich als drittes das Aufzugsproblem, denn die Gehwerkfeder muß sich ja stets in voll aufgezogenem Zustand befinden, damit sie im Falle der Netzstromunterbrechung den Zeigerbetrieb — u. U. viele Stunden lang — mit Sicherheit aufrecht erhalten kann. 7. Ausfiihrungsbeispiel einer Synchronuhr mit Gangreserve Eine hübsche Lösung dieser drei Probleme zeigt die in Bild 128 schematisch dargestellte Synchronuhr mit Gangreserve einer Elektrizitäts-Großfirma. Die Hauptbestandteile der Uhr sind 1. das Zeigerlaufwerk mit dem Umschaltgetriebe a (Zahnrad an einem Schwenkarm), 2. der selbstanlaufende Synchronmotor mit zusätzlichem Schaltanker b und Umschalthebel c—d, 3. das Gehwerk mit Unruhgang e und Federhaus /, 4. der selbsttätige Aufzug g. Das Zeigerlaufwerk erhält seinen Antrieb je nach der Stellung des Umschaltgetriebes entweder vom Synchronmotor oder vom Gehwerk. Die Umschaltung erfolgt durch den zweiarmigen und selbsttätigem Aufzug. Schalthebel c—d, dessen einer a Umschaltgetriebe, b Schaltanker, Arm gabelförmig ausgebildet ist c—d U m s c h a l t h e b e l , e Unruh-Gang, und von einem im Anker sitzen/ Federhaus m i t Feder, g Klinkenschaltwerk lur den Aufzug, den Stift so gesteuert wird, daß h Exzenter, i Schaltfeder, das Zahnrad des Umschaltgeh Klinkenschalthebel. triebes entweder mit einem Antriebszahnrad des Motors oder mit einem Zwischenrad des Gehwerks im Eingriff steht. Der Anker b gehört zu einem Kraftmagneten, der durch zwei zusätzliche Polschuhe am Ständer gebildet wird und wirksam ist, soll*

— 164 — lange der Motor unter Strom steht. Der drehbar gelagerte Anker wird infolgedessen angezogen und hält dabei Umschalthebel und -getriebe so, daß Motor und Zeigerwerk gekuppelt sind. Bei Aussetzen des Netzstroms wird auch der Motor stromlos, der Anker »fällt infolgedessen ab«, d. h. er schwingt unter dem Einfluß einer Zugfeder aus dem Polschuhbereich heraus und steuert dabei Umschalthebel und -getriebe so um, daß nunmehr das Zeigerwerk mit dem bereits laufenden Gehwerk gekuppelt wird. Auch das Prinzip des vom Motor betätigten Aufzugs ist aus Bild 128 ersichtlich. Ein auf einer Motorwelle sitzender Exzenter h betätigt den Schalthebel k, der mittels Schaltklinke und Schaltrad das Federhaus aufzieht, und zwar handelt es sich dabei um einen indirekten Schrittschaltantrieb, d. h. der Exzenter spannt bei Betätigung des Hebels k die Zugfeder i, die dann ihrerseits die zum Aufzug des Federhauses erforderliche Kraft liefert. E i n Überziehen der Gehwerksfeder ist auf folgende Weise verhindert : Gehwerksfeder / und Zugfeder i sind so aufeinander abgestimmt, daß, wenn das Federhaus voll aufgezogen ist, die Kraft der Zugfeder i nicht mehr zur Betätigung des Schrittschaltantriebs ausreicht, so daß weitere Aufzüge unterbleiben und der Exzenter h leer läuft. Neuerdings wird das Problem der Synchronuhr mit Gangreserve auf eine andere Art gelöst, die sich bereits dem Prinzip der sog. Allstromuhr nähert, die wir unter I I I , 3 kennenlernen werden. Man hat eine normale Uhr mit Unruh-Ankergang und Federaufzug durch einen Synchronmotor ergänzt, der den Selbstaufzug bedient und dessen gleichmäßiger Lauf außerdem zur Synchronisierung der Unruhschwingungen benutzt wird. Kommt der Motor infolge Netzstromunterbrechung zum Stehen, dann geht die Uhr als gewöhnliche Federaufzuguhr einfach weiter. Kehrt der Netzstrom zurück, dann läuft der Motor und synchronisiert wieder, • selbstverständlich ohne eine etwaige Zeitdifferenz zu korrigieren. Die Synchronisierung der Unruhe erfolgt durch eine mechanische Kupplung zwischen einer vom Motor getriebenen langsam laufenden Welle und der Unruhspiralfeder, wodurch die Unruhschwingungen in Abhängigkeit vom Motorlauf gebracht werden. E s läßt sich darüber streiten, ob diese Verwendung des Synchronmotors zu Regulierungszwecken angesichts der nie ganz zu vermeidenden Frequenzschwankungen im Kraftwerk noch großen Sinn hat und ob es nicht zweckmäßiger ist, der Uhr durch einen Ankergang guter Qualität von Haus aus eine hohe Ganggenauigkeit zu geben und den unmittelbaren Anschluß an das Starkstromnetz lediglich zu einem regelmäßigen in kurzen Zwischenräumen wirksam werdenden Selbstaufzug zu benutzen (wozu es keines Synchronmotors bedarf), durch

— 165 — den die Ganggenauigkeit naturgemäß noch verbessert wird. Damit sind wir aber bei der Allstromuhr angelangt, die wir später kennenlernen werden. 8. Schlu ßbetrachtungen Man unterscheidet also drei Arten von Synchronuhren, nämlich 1. Synchronuhren ohne Selbstanlauf; ihr Motor muß bei Inbetriebsetzung durch eine besondere mechanische Einrichtung angeworfen werden, 2. selbstanlaufende Synchronuhren, 3. selbstanlaufende Synchronuhren mit Gangreserve. Uhren der ersten Art sind billig und eignen sich vorzüglich zur Hausuhr, besonders in Großstädten, weil hier ein Aussetzen des Netzstroms nur äußerst selten vorkommt. Selbstanlaufende Synchronuhren, besonders mit Gangreserve, die erheblich teurer sind, eignen sich zur Verwendung in Überland- und Freileitungsnetzen, wo ein Aussetzen des Netzstroms ziemlich häufig vorkommt. Die großen Vorzüge der Synchronuhr sind 1. ihre Ganggenauigkeit, die allerdings nur bei einwandfreier Frequenzüberwachung gegeben, dann aber auch unübertrefflich ist, 2. ihre Billigkeit, sofern man sich mit nicht selbstanlaufenden Werken begnügt, 3. ihre Anspruchslosigkeit in bezug auf Wartung und Instandhaltung (Wegfallen des Aufziehens usw.). Ihr entscheidender Nachteil ist ihre Abhängigkeit vom Kraftwerk, wobei man sich vergegenwärtigen muß, daß durch eine einzige geringfügige Unstimmigkeit in der Kraftversorgung u. U. Zehntausende von Uhren plötzlich stehen bleiben oder falsch gehen. Auch die Lebensdauer der Synchronuhren erreicht bei weitem nicht die von gewöhnlichen Uhren; der Grund liegt in den durch den Motorantrieb bedingten schnell und dauernd laufenden Wellen, Trieben und Rädern, die naturgemäß schnellerer Abnutzung unterworfen sind als langsam laufende. Dessen ungeachtet h a t aber die Synchronuhr in ihrer einfachsten Form, also ohne Selbstanlauf und Gangreserve, weiteste Verbreitung gefunden und erfreut sich allgemeiner Beliebtheit. Auf Zusatzeinrichtungen, z. B. zum Wecken, für Schlagwerke, auf Signalzusätze usw., die es in zahlreichen Abwandlungen gibt, soll hier nicht näher eingegangen werden.

—

166

—

II. Sonderkonstruktionen 1. Frequenzuhren a) E i n f ü h r u n g Wie wir wissen, wird der Generator im Kraftwerk in bezug auf seine Drehzahl — die für die Frequenz maßgebend ist und normalerweise 3000 U/min beträgt — dauernd überwacht und erforderlichenfalls durch Vergrößern oder Verkleinern der Antriebskraft (die z. B. von einer Dampfturbine geliefert wird) geregelt. Zur Drehzahlüberwachung dienen zwei Uhren, eine Synchronuhr, deren Motor ja ohne weiteres mit dem Generator synchron läuft, und eine mechanische Präzisionsuhr mit Sekundenpendel von hoher Ganggenauigkeit, die nach einem anerkannten Zeitzeichen, z. B. dem von der Sternwarte oder von der Deutschen Seewarte gegebenen, auf sekundengenaue astronomische Zeit kontrolliert wird. Wir wollen diese Uhr der Einfachheit halber AZ-Uhr nennen (AZ = astronomische Zeit). Aus dem Zusammenwirken einer AZ-Uhr und einer Synchronuhr entsteht das, was wir in der Überschrift »Frequenzuhr« genannt haben. Es ist ohne weiteres einleuchtend, daß, solange diese beiden Uhren übereinstimmende Zeit anzeigen, der Generator mit der richtigen Drehzahl läuft und daß, wenn die Synchronuhr voreilt, die Generator-Drehzahl zu hoch, wenn sie zurückbleibt, die Generator-Drehzahl zu niedrig ist. Tritt ein solcher Fall ein, dann wird, meistens nachts, der Generator neu geregelt, wobei zwei Regelungsgänge zu unterscheiden sind, nämlich der eine, durch den der Generatorlauf so lange beschleunigt oder verlangsamt wird, bis die Synchronuhr mit der AZ-Uhr wieder übereinstimmt, und der andere, durch den der Generator wieder auf die r i c h t ige Drehzahl gebracht wird. Da die AZ-Uhr als Präzisionsuhr einen möglichst erschütterungsfreien Standort verlangt, der in der Schaltwarte im allgemeinen nicht gegeben ist, andererseits aber die Überwachungsuhren in der Schaltwarte zweckmäßig unmittelbar neben den Handgriffen der Regelschalter sitzen sollen, rüstet man die AZ-Uhr mit Sekundenkontakt aus und betreibt die Überwachungsuhr als Sekunden-Nebenuhr. Hierdurch wird die AZ-Uhr räumlich unabhängig, kann also in beliebiger Entfernung von Schaltwarte und Maschinenhaus aufgestellt werden, während die Sekunden-Nebenuhr, meist als Schalttafeluhr ausgebildet, gegen Erschütterungen unempfindlich und in ihrer Zeitangabe allein vom AZPendel abhängig, also absolut zuverlässig ist. Infolge dieser räumlichen Unabhängigkeit kann auch jede beliebige Haüptuhr, z. B. die einer vorhandenen Stadtuhrenanlage zum Betrieb des AZ-Teils der Frequenzuhr dienen, sofern sie hinsichtlich ihrer Ganggenauigkeit den Ansprüchen genügt und mit Sekundenkontakteinrichtung ausgerüstet ist.

— 167 — Die sich aus den geschilderten Verhältnissen ergebenden Möglichkeiten sind durch folgende Schönbergsche Ausführungsformen von Frequenzuhren ausgeschöpft worden. b) F r e q u e n z u h r a l s E i n z e l u h r Das in Bild 129 dargestellte Werk dieser Uhr besteht aus einem Gehwerk in Präzisionsausführung mit konzentrischem Sekundenzeiger sowie aus einem Synchronuhrwerk mit selbstanlaufendem Motor und Sekundenwelle. Letztere ist wie ein Stundenrohr auf die konzentrische Sekundenwelle der

Bild 129. W e r k e i n e r F r e q u e n z u h r als selbständige Einzelner. •

B i l d 130 I'requeimilir als E m z e l u h r .

Präzisionsuhr geschoben, wird aber über die entsprechende Zahnradübersetzung vom Synchronmotor getrieben. Beide Uhren besitzen außerdem ihre eigenen exzentrisch angeordneten Zeigerwellen (Minutenwelle und Stundenrohr). Wie Bild 130 zeigt, ist der große Zifferblattkreis in 4 min = 240 s eingeteilt; über ihm kreisen die beiden konzentrischen Sekundenzeiger,

—

168

—

ein roter, der zur AZ-Uhr, und ein schwarzer, der zur Synchronuhr gehört. Außerdem enthält das große Zifferblatt nebeneinander zwei kleine in normaler Ausführung mit Stunden- und Minutenzeiger; das linke mit roten Zeigern und Ziffern zur AZ-Uhr gehörig, das rechte mit schwarzen Zeigern und Ziffern zur Synchronuhr gehörig. Aus dieser Anordnung geht ohne weiteres hervor, daß sich, wenn beide Uhren beim Ingangsetzen auf richtige astronomische Zeit eingestellt sind, die beiden Sekundenzeiger so lange decken, wie der Generator mit der richtigen Drehzahl läuft. Eilt dagegen der schwarze Zeiger vor oder bleibt zurück, wobei der rote Zeiger sichtbar wird, dann bedeutet das, daß der Generator zu schnell oder zu langsam läuft, d. h., daß die Frequenz nicht mehr stimmt und die Synchronuhr infolgedessen vor- oder nachgeht. Bis zu 4 min ist die Größe der Gangdifferenz ohne weiteres vom großen Zifferblatt abzulesen, darüber hinaus müssen auch die beiden kleinen Zifferblätter verglichen werden. Diese Art der Frequenzuhr kann u. U. unmittelbar in der Schaltwarte aufgehängt werden, nämlich dann, wenn die Möglichkeit gegeben ist, ihr Pendel von einer an geeigneter Stelle gehenden Hauptuhr synchronisieren zu lassen (s. Synchronisierungseinrichtung), so daß dessen Ganggenauigkeit durch Erschütterungen oder Vibrationen nicht beeinträchtigt werden kann. Besteht diese Möglichkeit nicht, dann kommt folgende Ausführung in Betracht. c) F r e q u e n z u h r

als

Hauptuhr

Diese Ausführungsart unterscheidet sich von der vorbeschriebenen zunächst lediglich dadurch, daß das Pendel mit einer Sekundenkontakteinrichtung ausgerüstet ist. Die Uhr kann infolgedessen am bestgeeigneten Ort (erschütterungsfrei) aufgehängt werden, während die eigentliche Überwachungsuhr in der Schaltwarte als Sekunden-Nebenuhr betrieben wird. In der Schaltwarte hängen in diesem Falle zwei Uhren nebeneinander, deren Zifferblätter (Bild 131) äußerlich gleich sind und sich nur durch die Farbe der Zeiger und Ziffern unterscheiden (rot = astronomische, schwarz = Synchronzeit). Die eine, die AZ-Uhr (Bild 132), ist eine Sekunden-Nebenuhr mit konzentrischem Sekunden- und exzentrischen Minuten- und Stundenzeigern, die von der Hauptuhr ihre Sekundenimpulse erhält. Die andere ist die Synchronuhr, ebenfalls mit »konzentrischer Sekunde und exzentrischer Stunde und Minute«; Bild 133 zeigt ihre Rückansicht. d) F r e q u e n z u h r a l s k o m b i n i e r t e S e k u n d e n n e b e n - u n d Synchronuhr Voraussetzung für diese Ausführung ist das Vorhandensein einer normalen Hauptuhr zum Betrieb von Nebenuhren als Minuten- oder Halbminutenspringer und mit Sekundenkontakt zum Betrieb von

— 169 —

¡ Bild 132. R u c k a n s i c h t ?u Bild 131.

Bild 133. ï ' r e q i i e n / u h r a l s S y n c h r o n u h r , Rückansicht.

— 170 — Sekunden-Nebenuhren. Die kombinierte Frequenzuhr, deren Zifferblatt und Werk die Bilder 134 und 135 zeigen, besitzt eine mit großem Sekundenzeiger versehene konzentrische Sekundenwelle, die über ein Differentialgetriebe einerseits vom Sekundenuhrwerk, andererseits vom Synchronuhrwerk in entgegengesetztem Drehsinn angetrieben wird (etwas ähnliches haben wir bereits beim Wechselrelais Bild 64 kennengelernt). Aus dieser Anordnung ergibt Bild 134. Frequenzuhr als kombinierte Sekundenoinh uHnR wpnn hpirlp Wprlrp h1011 neben- und Synchromihr. ' du> v , ö m l vveiKö synchron laufen, der Sekundenzeiger in Ruhe bleibt; eilt dagegen die Synchronuhr vor, dann wandert der Sekundenzeiger nach rechts und zeigt eine Plusdifferenz an, bleibt sie zurück, dann wandert er nach links und zeigt eine Minusdifferenz an. Dabei wird die Drehung der Sekundenwelle über eine entsprechende Zahnradübersetzung (1 : 1 / 3 0 ) auf eine Minutenwelle übertragen, deren Zeiger über einem kleinen Nebenzifferblatt kreist. Das große Zifferblatt ist in 2 • 60 s (60 für die Plus-, 60 für die Minusseite) eingeteilt, so daß Abweichungen, die weniger als 60 s betragen, ohne weiteres vom großen Zifferblatt ablesbar sind, während größere Abweichungen auf dem Nebenzifferblatt abgelesen werden, das in 2 - 3 0 min eingeteilt ist. . Da noch größere Abweichungen praktisch nicht vorkommen, hat man auf weitere Zeitangaben auf dem Frequenzuhr-Zifferblatt verzichtet, was man um so leichter konnte, als infolge des Vorhandenseins einer Hauptuhr die SchaltBiid 135. Rückansicht zu Bild 134 warte selbstverständlich ihre eigene

— 171 — Nebenuhr erhält, zweckmäßig in Gestalt einer großen weit sichtbaren zweiseitigen Deckenuhr, die stets richtige astronomische Zeit anzeigt. Selbstverständlich kann man mehrere kombinierte Frequenzuhren anschließen, z. B. außer in der Schaltwarte im Dienstzimmer der Oberaufsicht, in der Direktion usw.; auch Uhrenfachgeschäfte, die sich mit dem Vertrieb von Synchronuhren befassen, werden an einer Frequenz-

Bild 136

Iiuckan^ictit Synchronulir mit l'orlstellinuloi

uhr Interesse haben, denn sie ist geeignet, den Uhrmacher der Kundschaft gegenüber zu rechtfertigen, wenn sich diese über falsch gehende Synchronuhren beschwert. 2. Synchronuhr mit Fortstellmotor Jede Uhr muß hin und wieder auf richtige Zeit eingestellt werden. Das macht keine Schwierigkeiten, wenn die Uhren bequem zugänglich sind; sind sie es nicht, dann müssen hierfür besondere Einrichtungen vorgesehen werden (vgl. Fortsteller Seite 98).

— 172 Auch die Synchronuhr bedarf gelegentlicher — manchmal sogar ziemlich häufiger — Richtigstellung. Für schwer zugängliche Uhren, z. B. Außenuhren auf hohen Masten, ist das Problem der Zeigerstellung durch eine zweckmäßige Sonderkonstruktion mit zwei Motoren recht gut gelöst worden. Das Uhrwerk (Bild 136) besitzt einen normalen Synchronmotor ohne Selbstanlauf für den Uhrenbetrieb und einen Asynchronmotor, der so mit dem Zeigerwerk gekuppelt ist, daß er die Zeiger in schnelle Umdrehungen versetzt (Sekundenzeiger etwa 20 U/min). Dabei dient er gleichzeitig als Startermotor, durch den der Synchronmotor, der ja ebenfalls mit dem Zeigerlaufwerk gekuppelt ist, angeworfen wird. Das sehr einfache Schaltungsprinzip zeigt Bild 137. Eingeschaltet wird die Uhr durch einen Schalter mit drei Stellungen. Auf Stellung 1 erfolgt die Einschaltung des Anwerfmotors, der die Zeiger kreisen läßt und dabei gleichzeitig den Synchronmotor anwirft. Sobald die Zeiger die richtige Zeit zeigen, wird der Schalter auf Stellung 2 gee o bracht, wodurch der bereits laufende B i l d 1 3 7 . S t r o m l a u f zur S y n e l i r o n u l i r Synchronmotor unter Strom kommt, mit Fortstellmotor. in Tritt fällt und den ordnungsmäßigen Uhrenantrieb übernimmt, während der Synchronmotor stromlos wird (da er nicht entkuppelt wird, läuft er »leer« mit, was auf den Gang der Uhr ohne Einfluß ist). Geht die Uhr falsch und soll richtig gestellt werden, dann bringt man den Schalter zunächst in Stellung 3, wodurch die Uhr ganz ausgeschaltet wird, also stehen bleibt. Hierauf verfährt man wie oben angegeben. Der Übergang von Stellung 1 auf Stellung 2 muß genau abgepaßt werden, damit die Zeiger auch wirklich die r i c h t i g e Zeit anzeigen; nötigenfalls ist der Vorgang zu wiederholen.

III. Sonstige elektrische Einzeluhren 1. Allgemeines Das Problem, Einzeluhren u n m i t t e l b a r durch den elektrischen Strom zu betreiben, ist schon lange vor der Synchronuhr auf mancherlei Weise und mit mehr "oder weniger Erfolg zu lösen versucht worden.

— 173 — E s gibt z. B. Gangregler, die unmittelbar durch den elektrischen Strom Antrieb erhalten. Bekannter sind indessen solche »elektrische« Einzeluhren, die lediglich durch Elektrokraft a u f g e z o g e n werden, während ihr Antrieb durch Gewicht oder Feder erfolgt. Uhren dieser Gattung lassen sich hinsichtlich ihrer Betriebsstromart in zwei Gruppen unterteilen, nämlich A) Batterieuhren, B) Starkstromuhren. Die ersteren unterscheiden sich nach ihrer Technik in Pendeluhren und Uhren mit Unruhgang. Starkstromuhren, für die es mehrere Ausführungsformen gibt, wollen wir hier nur in einem Ausführungsbeispiel in Gestalt der Schönbergschen »Allstromuhr« behandeln, die, ebenso wie die kleine Batterieuhr, durch eine besonders charakteristische Konstruktion auffällt. Pendeluhren als Batterieuhren sind uns bereits aus dem Ersten Teil bekannt, wo wir sie als Hauptuhren kennengelernt haben. Die PendelEinzeluhr unterscheidet sich von der Hauptuhr lediglich durch den Wegfall des Gebers und Geber-Laufwerks, während der Schönbergsche Selbstaufzug der gleiche ist. Da somit das Gehwerk keinerlei zusätzliche mechanische Belastung erfährt, erreichen derartige Uhren schon mit 1 / 1 Sek.-Holzpendel eine hohe Ganggenauigkeit. Ein neuer Typ ist dagegen die Batterieuhr mit Unruhgang, für deren Entwicklung folgende Gesichtspunkte maßgebend waren. Es sollte ein kleines e i n h e i t l i c h e s Gehwerk für die verschiedensten Uhren des Hausgebrauchs (Tisch-, Wand-, Kamin-, Küchenuhr) geschaffen werden, das, abgesehen von der etwa alle 1 bis 2 Jahre erforderlich werdenden Auswechslung zweier kleiner Trockenelemente, keinerlei Wartungsansprüche durch Aufziehen usw. stellt, sich dabei aber durch hohe Ganggenauigkeit auszeichnet. Die entscheidenden Voraussetzungen zur Erfüllung dieser Forderungen sind 1. ein Unruh-Ankergang hoher Qualität, 2. ein aus gutem Material sorgfältig hergestelltes Räderwerk, 3. ein elektrischer Aufzug mit geringstem Kraftbedarf und zuverlässiger Kontaktgabe. Vergegenwärtigt man sich, daß eine solche Uhr weder von einer Hauptuhr, noch von einem Kraftwerk, noch von einer Leitung abhängig, sondern vollkommen selbständig ist, dann wird man verstehen, daß auch die Batterie-Einzeluhr ihre Liebhaber findet; denn, einmal richtig einreguliert, liefert sie Zeitangaben, auf die man sich im allgemeinen mehr verlassen kann als auf die der Synchronuhr, denn diese ist der »Tücke des Objekts« in weit höherem Maße unterworfen als jene.

— 174 — 2. Die kleine Batterieuhr Das W e r k einer kleinen Batterieuhr mit Unruhgang zeigt Bild 138. Es zerfällt in Geh werk, Aufzug und Kraftmagnet, deren kinetische Zusammenhänge aus dem schematischen Bild 139 hervorgehen. Auf der Welle des Beisatzrades sitzt die zweiarmige Kupplung gt die mit einer an der Aufzugswelle hängenden spiralförmigen Kupplungs-,

Bild

138.

W e r k der kleinen

Batterieuhr

feder / kraftschlüssig verbunden ist. Die Feder hat stets soviel Vorspannung, daß sie während des Aufzugsvorganges den Antrieb des Gehwerks ü b e r n i m m t . Auf der Aufzugswelle a sitzt f e s t das Aufzugsrad b (Zahnrad mit feiner Schaltklinkenverzahnung) und l o s e der Schwunghebel c mit der aus einem feinen Stahldrahtbügel bestehenden Schaltklinke d; an seiner Achse ist die spiralförmige Triebfeder e befestigt. Der Schwunghebel erhält vom K r a f t m a g n e t e n einen Stoß, m a c h t infolgedessen eine Schwingung von etwa 90° und spannt dabei die Triebfeder. Gleichzeitig gleitet die Schaltklinke über eine Anzahl Schaltradzähne und fällt nach Beendigung der Schwingung in eine Zahnlücke ein. Nun wird die gespannte Triebfeder wirksam und dreht die Aufzugswelle, wobei die kraftschlüssige Verbindung durch Schwunghebel, Schaltklinke und Schaltrad hergestellt

— 175 — wird. Kupplungsfeder / und Kupplung g übertragen die Antriebskraft auf das Gehwerk. Der Schwunghebel macht die Drehung mit, d. h. er sinkt langsam in seine Ausg gangsstellung zurück, so daß er / mit seinem Kontaktstift h nach ^ \ / ' ^^ einiger Zeit den am Anker des '^s [ jk i / ( / \ Kraftmagneten sitzenden Kon| 11 j c takthebel i wieder berührt, wo\ [ durch der Strom geschlossen und W Ii? A IVKTx. der Anker k angezogen wird. Diev S s ' ÄJKV ^ : . ^e ser schleudert infolgedessen den "J » Schwunghebel erneut fort, wobei ein neuer Aufzug erfolgt und der Kraftstrom gleichzeitig wieder unterbrochen wird. Dieses Spiel wiederholt sich etwa alle 1 bis 2 min. Von besonderer Eigenart ist der Aufzugsmagnet, dessen Anker B i l d 139. E i c k i r i s c h e r A u f z u g d e r k l e i n e n und Polschuhe durch ihre ungeBatterieuhr. / Kupplungsfeder, wöhnliche Gestalt auffallen, durch bn AA uu ff zz uu gg ss wr aedl l, e , Q Kupplung, c Schwunghebel, h Kontaktstift, die ein außergewöhnlich großer d Schaltbugel, i Kontakthebel. Ankerhub bei kleinstem Krafto Gehwerkfeder, h Eleklroniiignetanker. bedarf erzielt wird (Bild 140). Der Elektromagnet ist jochlos, besteht also nur aus einem Kern und einer Spule. Auf dem linken Pol sitzt ein aus Eisenblech gebogener Polschuh, der zwei seitliche Backen bildet, Ankerjoch Polschuhbacken während der auf dem rechten Pol sitzende Polschuh aus einem flachen, Polschuhblech etwas gewölbten Polschuhblech besteht, das nach einer Seite spitz ausläuft. Der sehr leichte, ebenfalls aus Eisenblech gebogene U-förmige Anker ist in den beiden Schenkeln drehbar gelagert. Die beiden Schenkelenden, deren Form den beiden Polschuhbacken entspricht, bewegen sich mit kleinem Luftspalt dicht Drehpunkt neben den Polschuhbacken, während B i l d 140. E l e k t r o m a g n e t nnl A n k e r . das Ankerjoch in angezogenem Zustand das Polschuhblech umfaßt. Die Schenkeldrehpunkte liegen nicht in der Schenkelmitte, sondern so, daß die beiden Schenkelenden mit dem kürzeren Schwingungsbogen in den Kraftlinienbereich der Pol-

— 176 — schuhbacken, das Joch mit dem längeren Schwingungsbogen in den Kraftlinienbereich des Polschuhblechs einschwingen, woraus sich ein starkes Anzugsmoment und ein außergewöhnlich großer Ankerhub ergeben. Auf dem einen Ankerschenkel sitzt isoliert der Kontakthebel i (vgl. Bild 139), der durch eine bewegliche Leitungsschnur mit dem einen Ende der Spulenwicklung verbunden ist; das andere Ende liegt an der einen Stromzuführungsklemme. Die andere liegt unmittelbar am Körper, so daß, wenn der Schwunghebel mit seinem Kontaktstift den Kontakthebel berührt, der Strom geschlossen ist, der Anker also angezogen wird und den Schwunghebel fortschleudert. Durch eine Zugfeder wird der Anker in seine Ruhelage zurückgezogen, sobald die Spule wieder stromlos ist. Dabei findet er im Zurückschnellen Anschlag an einer weichen Prellfeder, wodurch der Rückschlag fast bis zur Unhörbarkeit gedämpft wird. Auch der A n k e r a n z u g erfolgt geräuschlos, da er erst dann beginnt, wenn der Kontaktstift den Kontakthebel bereits berührt hat, so daß kein Schlag entsteht; ebenso ist die Beendigung der Anzugsbewegung anschlagfrei und infolgedessen vollkommen geräuschlos. Lediglich der eigentliche Aufzugsvorgang verursacht ein leichtes Geräusch. Alles in allem bietet auch diese unscheinbare kleine Batterieuhr wieder ein reizvolles Beispiel der sinnreichen von der Hand eines geschickten Konstrukteurs geleiteten Verschmelzung von Uhrmacherkunst und Elektrotechnik. 3. Die Allstromuhr Daß die Synchronuhr wie eine anspruchsvolle Filmdiva ihre Nücken und Tücken hat und nur unter ganz bestimmten Voraussetzungen ihren Dienst tut, haben wir im ersten Abschnitt gesehen. Es lohnte sich deshalb schon darüber nachzudenken, wie man den heute wohl überall als willigen Helfer zur Verfügung stehenden Starkstrom für den Einzeluhrantrieb verwenden kann, ohne an die diffizilen Voraussetzungen des Synchronuhrbetriebs gebunden zu sein. Gut gelöst wurde dieses Problem durch die A l l s t r o m u h r , die —• wie ihr Name sagt — an jedes Lichtnetz üblicher Spannung, einerlei, ob Gleich- oder Wechselstrom, ob mit oder ohne Frequenzüberwachung, angeschlossen werden kann und die dann unverdrossen jahrein, jahraus ihren Dienst t u t , unbekümmert darum, ob der Starkstrom hin und wieder einmal aussetzt und die dafür weiter nichts verlangt, als daß man sie alle paar Jahre einmal vom Uhrmacher reinigen und frisch ölen läßt. Besitzt dann eine derartige Uhr außerdem noch eine hohe Ganggenauigkeit, dann kann man wohl sagen, daß sie imstande ist, wie ein anspruchsloses zuverlässiges Aschenbrödel die anspruchsvolle Prinzessin Synchronuhr aus dem Felde zu schlagen.

— 177 — Die in Bild 141 dargestellte Allstromuhr besteht 1. aus einem hochwertigen Schweizer Ankergang mit 11 Steinen, 2. aus einem sorgfältig gearbeiteten Gehwerk mit Federhaus und besonders langer Triebfeder, 3. aus dem selbsttätigen Aufzug, 4. aus der Thermosicherung. Die unter 1 bis 3 genannten Einrichtungen schaffen die Voraussetzungen für die hohe Ganggenauigkeit der Allstromuhr. Dabei kommt

Bild

l'il.

W e r k der elektrischen

Allstromuhr

dem Ankergang entscheidende Bedeutung zu, weshalb man ihn durch eine eiserne Umkapselung noch besonders geschützt hat, und zwar sowohl gegen mechanische Beschädigungen, als auch gegen magnetische Beeinflussungen durch das Streufeld der benachbarten Kraftspule. Die Aufzugs- und Antriebskraft liefert ein als Solenoid-Kern ausgebildetes Gewicht, das, sobald das Solenoid Strom erhält, in die Spule hinein nach oben gezogen wird und dabei ein Klinkenschaltwerk betätigt. Hört der Stromfluß auf, dann sinkt das Gewicht zurück und vollzieht dabei schrittweise das Aufziehen der Gehwerkfeder (SchwerScheibe,

Uhr.

12

— 178 — kraft-Aufzug mit indirektem Schrittschaltantrieb). Dieser Fall tritt jedoch nur am Anfang nach erfolgter Einschaltung ein, und das Aufziehen dauert nur so lange, bis die Gehwerkfeder voll aufgezogen ist. Aus- und Einschalten des Aufzugsstroms erfolgt durch einen am Klinkenhebel angebrachten Quecksilberschalter, der sich öffnet, wenn der Solen oid-Kern seine Höchststellung erreicht hat, und sich schließt, wenn er bis zu einer gewissen Tiefststellung gesunken ist. Das Gewicht des Kerns und die ihm entgegenwirkende Kraft der Triebfeder sind so aufeinander abgestimmt, daß, wenn die Feder annähernd voll aufgezogen ist, das Kerngewicht nicht mehr ausreicht, um weitere Aufzugsschritte zu bewirken. In diesem Falle sinkt der Kern ganz langsam mit der ablaufenden Feder,^mit der er durch Schalthebel, Schaltklinke und Schaltrad kraftschlüssig verbunden ist, und wirkt dabei als unmittelbarer Gewichtsantrieb. Mit dieser Anordnung ist erreicht, daß sich die Gehwerkfeder stets in annähernd voll aufgezogenem Zustand befindet und niemals überzogen werden kann. Weiter hat diese Anordnung zur Folge, daß die Uhr normalerweise mit Gewichtsantrieb geht, wobei der Aufzug des abgelaufenen Gewichts elektrisch erfolgt. Die Feder hat dann lediglich die Bedeutung einer elastischen Kupplung zwischen Gewicht und Gehwerk. Setzt der Netzstrom aus, dann verleiht die voll aufgezogene Feder der Uhr eine etwa 30stündige Gangreserve; nach Wiederkehr des Netzstroms beginnt sofort der Aufzug zu arbeiten und »pumpt« die mehr oder'weniger abgelaufene Feder mit rasch aufeinander folgenden Schaltschritten bis zum vollaufgezogenen Zustand wieder auf. Mit der Thermosicherung hat es folgende Bewandtnis: In Gleichstromnetzen — seltener in Wechselstromnetzen — kommt es mitunter vor, daß die Spannung vorübergehend so weit absinkt, daß der Solenoid-Kern nicht mehr bis in seine obere Endlage gehoben wird. Die Folge hiervon ist, daß sich der Quecksilberschalter nicht öffnet, die Spule also unter Strom bleibt, sich stark erwärmt und schließlich verbrennen würde, wenn nicht auf andere Weise für Stromunterbrechung gesorgt wird. Dies geschieht durch die Thermosicherung. Sie besteht aus einem Bimetallstreifen, der sich bei Erwärmung wirft und hierdurch eine Feder freigibt, die einen den Strom unterbrechenden Schalter öffnet. Die Erwärmung wird begünstigt durch ein die Spulenwicklung teilweise umschließendes Blech, das, als guter Wärmeleiter mit dem Bimetallstreifen verbunden, dessen Erwärmung beschleunigt.

C. Betrieb und Beschaffung I. Die Stromversorgung elektrischer Uhrenanlagen Eine zuverlässige und gleichmäßige Versorgung mit Betriebsstrom ist füi^das gute Funktionieren elektrischer Uhrenanlagen von entscheidender Bedeutung. Drei Arten der Stromversorgung kommen in Betracht: a) Primärelemente (heute fast ausschließlich Trockenelemente), b) Sammler (Akkumulatoren), c) Starkstrom aus einem Wechselstromnetz über ein Netzanschlußgerät. P r i m ä r e l e m e n t e . Große Trockenelemente, etwa 180 x 180 x 80 mm, die heute preiswert und in hoher Vollkommenheit hergestellt werden, eignen sich hervorragend für alle Kleinanlagen mit geringem Stromverbrauch und einer Betriebsspannung von 6 V. Da die Anfangsspannung des Trockenelements, die bei 1,5 V liegt, bei Ingebrauchnahme rasch absinkt und erst von etwa 1,2 V ab annähernd konstant wird, d. h. sich nur sehr langsam verringert, empfiehlt es sich, je Element nur 1 V anzunehmen, also für eine Betriebsspannung von 6 V 6 Elemente hintereinander zu schalten. Die sich daraus im Anfang ergebende Überspannung (9 V statt 6) ist auf gute NU-Werke ohne schädlichen Einfluß. Dem Absinken der Spannung wird durch den HU-Aufzug eine natürliche Grenze gesetzt, indem er versagt, wenn die Spannung auf etwa 3,5 V gesunken ist, womit auch die Nebenuhren zum Stillstand kommen. Bei Verwendung erstklassiger Trockenelemente von genügender Größe kann mit einer Batterie-Lebensdauer von mehreren Jahren gerechnet werden. S a m m l e r . Sammlerbatterien, die für mittlere und Großanlagen in Betracht kommen, bieten gegenüber den Trockenelementen den Vorteil einer langen Lebensdauer und einer praktisch gleichbleibenden Spannung von 2 V je Zelle. Mittlere Anlagen werden in der Regel mit einer Betriebsspannung von 12 V, Großanlagen mit einer solchen von 24 V betrieben. Die Leistung der Sammlerbatterie (Kapazität) ist dem Stromverbrauch der Anlage anzupassen, wobei man zweckmäßigerweise auch eine gewisse Erweiterungsfähigkeit berücksichtigt; man kann dabei ziemlich großzügig verfahren, da die Batterie im allgemeinen keinen entscheidenden Unkostenfaktor darstellt. 12*

— 180

Mit• wichtigste Frage beim Sammlerbetrieb ist die der Ladung, die von dem zur Verfügung stehenden Netzstrom abhängig ist. Da heute Wechselstromnetze überwiegen, ist der Trockengleichrichter auch für Uhrenbatterien das meist verwendete Ladegerät. Hinsichtlich der Ladung sind zwei Arten des Sammlerbetriebs zu unterscheiden, nämlich der E i n b a t t e r i e b e t r i e b mit Dauerladegerät und der Z w e i b a t t e r i e b e t r i e b mit wechselweiser Ladung und Entladung. Der große Vorteil des Einbatteriebetriebs mit Dauerladegerät liegt darin, daß er die geringsten Ansprüche an Wartung und Instandhaltung stellt; er wird deshalb viel verwendet. Die Batterie ist über das Dauerladegerät dauernd mit dem Starkstromnetz verbunden und wird durch einen schwachen einstellbaren Strom in dem gleichen Maße aufgeladen, wie von der Uhrenanlage Strom verbraucht wird. Der einzige Nachteil dieser Betriebsart liegt darin, daß beim Aussetzen des Netzstroms die Stromversorgung der Uhrenanlage in Unordnung kommen kann, was u. U. das Stehenbleiben der Uhren zur Folge hat. Man verringert diese Gefahr wesentlich, indem man die Kapazität der Batterie so reichlich bemißt, daß sie den Uhrenbetrieb auch bei unterbrochener Dauerladung längere Zeit aufrecht erhalten kann. Nur muß man dann bei Wiedereinsetzen der Ladung dafür Sorge tragen, daß die Batterie entsprechend der erhöhten Stromentnahme nachgeladen wird. Die dazu erforderliche Umregelung geschieht entweder von Hand oder, bei vollkommneren Dauerladegeräten mit Kippdrossel, rein selbsttätig. Z w e i b a t t e r i e b e t r i e b . Für Uhrengroßanlagen, bei denen es auf höchste Betriebssicherheit ankommt, ist der Zweibatteriebetrieb mit wechselnder Ladung und Entladung das Gegebene. Normalerweise steht dann immer eine geladene Batterie in Reserve, so daß auch zeitweiliges Aussetzen des Netzstroms den Uhrenbetrieb nicht gefährdet. Die Leistung der beiden Batterien bemißt man zweckmäßig so, daß etwa alle 14 Tage von der einen auf die andere umgeschaltet werden muß. Damit nicht durch eine unerwartete Störung der in Betrieb befindlichen Batterie — z. B. durch Schadhaftwerden einer Zelle — die Uhrenanlage in Mitleidenschaft gezogen wird, sieht man eine Überwachungseinrichtung vor, durch die bei absinkender Spannung s e l b s t t ä t i g auf die Reservebatterie unter gleichzeitiger Einschaltung von Aufmerksamkeitssignalen (Leuchtinschriften und Wecker) umgeschaltet wird (s. Bild 71). In dieser Form bietet der Zweibatteriebetrieb tatsächlich die denkbar größte Sicherheit, so daß die Forderung einer Gangreserve für die Hauptuhren ihren Sinn verliert (vgl. S. 23).

—

181

—

D a s N e t z a n s c h l u ß g e r ä t . Auf den ersten Blick außerordentlich bestechend, weil batterielos arbeitend, erscheint die dritte Art der Stromversorgung unmittelbar aus einem Wechselstromnetz durch das Netzanschlußgerät. Sie ist aber an e i n e wichtige Voraussetzung gebunden, nämlich an das Vorhandensein einer, anderen Zwecken dienenden Sammlerbatterie, z. B. einer Fernsprechbatterie, die bereit und in der Lage ist, den Uhrenbetrieb dann mitzuübernehmen, wenn der Netzstrom aussetzt. Steht eine solche Batterie nicht zur Verfügung, dann könnte man daran denken, eine besondere Notbatterie bereitzustellen. Damit hätte man aber den Aufwand des Einbatteriebetriebs mit Dauerladegerät im wesentlichen erreicht, der seiner größeren Betriebssicherheit wegen stets vorzuziehen ist. Die Gangreserve mit Nachlaufeinrichtung kann bei netzgespeisten Anlagen von Vorteil sein (vgl. S. 23), denn sie sorgt dafür, daß beim Aussetzen des Netzstroms wenigstens die Hauptuhr weitergeht und beim Wiedereinsetzen die stehengebliebenen Nebenuhren auf richtige Zeit nachgestellt werden. Man soll aber die Bedeutung dieser Einrichtung nicht überschätzen, denn stehengebliebene Nebenuhren sind immer mißlich, weil man ihnen nicht ohne weiteres ansieht, d a ß sie stehen. Demgegenüber hat auch das Bewußtsein, daß, w e n n sie gehen, sie nur richtige Zeit anzeigen, nicht allzuviel zu bedeuten, denn die Möglichkeit,' infolge einer stehengebliebenen Nebenuhr beispielsweise einen Zug zu versäumen, wird dadurch nicht beseitigt. Viel besser ist es, dafür zu sorgen, daß auch beim Ausfallen des Netzstroms a l l e Uhren ungestört weitergehen, und hier liegt der wunde Punkt des Netzanschlußgerätes, der nur durch die eingangs erwähnte Voraussetzung heilbar ist.

II. Planung und Ausschreibung elektrischer Uhrenanlagen. Unter den elektrischen Anlagen großer Bauvorhaben spielen die Fernmeldeanlagen, zu denen auch elektrische Uhrenanlagen gehören, fast immer eine bedeutende Rolle. Gewöhnlich werden sie von einem Starkstromfachmann mitbearbeitet, der die zur Planung und Ausschreibung einer Uhrenanlage erforderlichen Spezialkenntnisse naturgemäß nicht besitzt. Er pflegt sich dann in der Regel so zu helfen, daß er die der Ausschreibung als Grundlage dienende Planung von einer leistungsfähigen Fachfirma durchführen läßt. Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß es einen freien Wettbewerb sehr erschwert, wenn nicht unmöglich macht, weil die planende Firma ihre ganze Vorarbeit, dife im Ausschreibungsprogramm oder Leistungsverzeichnis ihren Niederschlag findet, begreiflicherweise allein auf i h r e Erzeugnisse abstellt. Denn sie ist selbstverständlich stark interessiert, auch den Auftrag auf Lieferung und Bauausführung zu erhalten, was

—

182

—

durch billigere Konkurrenzangebote in Frage gestellt werden könnte. Deshalb kommt es ihr darauf an, die Planung von vornherein so zu gestalten, daß i h r die Erfüllung des Ausschreibungsprogramms möglichst leicht, allen übrigen Anbietern möglichst schwer wird. Daß sich auf solchem Boden, kein gesunder Wettbewerb entwickeln kann und außerdem die höchstmögliche technische Zweckmäßigkeit nicht unbedingt gewährleistet ist, liegt auf der Hand. Übrigens lagen bis vor wenigen Jahren auf dem Gebiet des Fernsprechwesens die Verhältnisse ganz ähnlich — wie sich ja auch sonst zwischen Uhr und Fernsprecher manche Analogie ergibt •—, was zur Folge hatte, daß im Interesse eines gesunden Wettbewerbs das gesamte Gebiet des Fernsprechnebenstellenwesens unter Führung und Aufsicht der Deutschen Reichspost leistungs- tmd preismäßig geregelt wurde. Vielleicht bringt die Zukunft auch auf dem Gebiet der elektrischen Uhren eine ähnliche Entwicklung, womit manche unerfreuliche Erscheinung im Konkurrenzkampf verschwinden würde. Viele Ausschreibungsprogramme der bisher üblichen Art sind dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Aufwand vieler Worte Selbstverständliches vorgeschrieben, technisch Wesentliches dagegen überhaupt nicht erwähnt wird. Ferner kommt es vor, daß zum Erreichen einer bestimmten Wirkung Ausführungsformen vorgeschrieben werden, die nur nach dem System der planenden Firma zweckentsprechend sind, während sie nach den Systemen anderer Firmen die gewünschte Wirkung nicht hervorrufen können. Beispiel: Es wird verlangt, daß für kleine Nebenuhren Drehankersysteme, für große (des größeren Kraftbedarfs wegen) Schwingankersysteme verwendet werden ohne Rücksicht darauf, daß bei anderen Fabrikaten hinsichtlich der Kraftleistung von Dreh- und Schwingankersystemen die Verhältnisse gerade umgekehrt liegen. Eine weitere Eigenart mancher Ausschreibung liegt darin, daß bestimmte technische Einrichtungen vorgeschrieben werden, die, weil ihre Voraussetzungen bei der geplanten Anlage nicht gegeben sind, gar keinen Sinn haben, es sei denn den, der Konkurrenz den Wettbewerb zu erschweren. Ein Beispiel: Für die beiden Hauptuhren einer Uhrenzentrale wird »Gangreserve« verlangt, obwohl die Stromversorgung aus zwei Wechselbatterien mit selbsttätiger Umschaltung erfolgen soll, so daß mit einem Ausfall des elektrischen Selbstaufzugs noch dazu g l e i c h z e i t i g an b e i d e n Hauptuhren schlechterdings nicht zu rechnen ist, ganz abgesehen davon, daß beim Ausfall der Stromversorgung die gesamte Uhrenanlage, außer der mit Gangreserve weitergehenden Hauptuhr, zum Erliegen kommen würde.

— 183 — Ähnlich zwecklos ist die in Ausschreibungen oft anzutreffende Forderung, daß auch die zweite Hauptuhr einer Uhrenzentrale mit einem Nickelstahl-Kompensationspendel ausgerüstet sein soll, obwohl gleichzeitig verlangt wird, daß das Pendel der HU II vom Pendel der HU I synchronisiert wird, so daß für jenes ein gutes Holzpendel vollkommen genügt. Wenig praktischen Wert hat auch die Forderung einer hochgeschraubten Mindestganggenauigkeit der Hauptuhren — z. B . ± 2 s je Tag —, solange nicht die Raumfrage hinsichtlich Erschütterungsfreiheit und Temperaturgleichmäßigkeit geklärt ist. Auch die sog. »geräuschlose« Nebenuhr ist ein beliebtes Mittel, bei Ausschreibungen ein bestimmtes NU-System in den Vordergrund zu schieben, ohne Rücksicht auf die Notwendigkeit, einen Unterschied zwischen »geräuschlos« und »geräuscharm« zu machen. Das, was in vielen Ausschreibungsprogrammen schlechthin als »geräuschlos« bezeichnet wird, ist in Wirklichkeit nur »geräuscharm«, denn die wirklich geräuschlose Nebenuhr ist eine kostspielige Sonderkonstruktion, deren Verwendung im allgemeinen auf besondere Fälle beschränkt bleibt. Aber selbst bei ihr handelt es sich nur um eine »praktische« Geräuschlosigkeit, d. h., daß bei der normalerweise in Betracht kommenden Entfernung zwischen Uhr und Ohr ein Geräusch nicht mehr wahrnehmbar ist. Beobachtet man dagegen eine s o g e n a n n t e geräuschlose, d. h. geräuscharme Nebenuhr z. B . in der nächtlichen Stille eines Schlafzimmers, dann wird man feststellen, daß sie keineswegs geräuschlos ist. Im übrigen wird das Bedürfnis nach g e r ä u s c h a r m e n Nebenuhren — das in bestimmten Fällen zweifellos vorhanden ist — oft übertrieben, denn erfahrungsgemäß nimmt an dem bei der minutlichen Fortschaltung einer Nebenuhr entstehenden leichten' Geräusch in 999 von 1000 Fällen kein Mensch Anstoß. Schon diese wenigen Beispiele zeigen, wie sehr dem Sachbearbeiter eigene Fachkenntnisse zustatten kommen können. Kann doch dadurch der vornehmste Zweck jeder technischen Ausschreibung, nämlich die Anwendung zweckmäßigster Technik mit geringstmöglichem Kostenaufwand sicherzustellen, seiner Verwirklichung ein gutes Stück näher gebracht werden. Daß bei einem ausschließlich unter diesem Gesichtspunkt festgelegten Ausschreibungsprogramm auch der freie und reelle Wettbewerb zu seinem Recht kommt, versteht sich von selbst. Da die Uhrenanlage, z. B . hinsichtlich der Ausstattung der Nebenuhren, häufig in Fragen des Geschmacks und der Raumgestaltung mit hinein spielt, an denen der Architekt interessiert ist, sollte man bei der Planung zunächst alle Geschmacks- und künstlerischen Fragen grundsätzlich ausschalten und nur eine Festlegung des rein Technischen anstreben, was j a letzten Endes für die Qualität einer Uhrenanlage das Entscheidende ist. Fragen der vom Normalen abweichenden Zeiger-,

— 184 — Zifferblatt- und Gehäusegestaltung, bei denen der Innenarchitekt mitspricht, können ohne Bedenken zurückgestellt werden. Das empfiehlt sich auch schon deshalb, weil beispielsweise für eine Nebenuhr mit künstlerisch ausgebildeten Zeigern •— etwa für einen Sitzungssaal — wegen der hohen Zeigergewichte ein anderes Nebenuhrwerk verwendet werden muß, als für eine normale Uhr gleicher Größe. Da wo es sich vermeiden läßt, soll der ausschreibende Planer möglichst keine bestimmten Ausführungsformen vorschreiben. Statt dessen soll er die Leistung, die er von den einzelnen technischen Einrichtungen der Uhrenanlage verlangt, klar und unzweideutig festlegen; die technischen Mittel, mit denen diese Leistungen erfüllt werden, soll er den Anbietern überlassen. Dabei ist zu fordern, daß die Anbieter Einrichtungen von entsprechender Wichtigkeit unter Vorlage von Skizzen und Prinzipschaltungen so erläutern, daß zu erkennen ist, auf welche Weise die vorgeschriebene Leistung erfüllt wird. Bei allen Ausschreibungsunterlagen kommt es darauf an, sie so abzufassen, daß die Anbieter gezwungen sind, leistungs- und qualitätsmäßig möglichst gleiche Ausführungen anzubieten, denn nur dann ist ein einigermaßen zuverlässiger Preisvergleich möglich. Die einfachste Form einer derartigen Ausschreibung kann z. B. darin bestehen, daß man allen Anbietern gleichlautende Punktprogramme, eins für die Uhrenzentrale, eins für die Nebenuhren und eins für das Leitungsnetz vorlegt, zu denen jeder Anbieter zu erklären hat, welche Punkte mit der von ihm angebotenen Anlage erfüllt werden und welche nicht. Auch gleichlautende Leistungsübersichten, die von den Anbietern verbindlich auszufüllen sind, erleichtern dem Sachbearbeiter die Auswertung der einzelnen Angebote außerordentlich, ohne die Anbieter in der Anwendung ihrer Technik irgendwie zu beschränken, womit ein'e der wichtigsten Voraussetzungen für einen ehrlichen Wettbewerb erfüllt ist. M u s t e r a u s s c h r e i b u n g . Es soll nun an dem Beispiel einer Uhrengroßanlage gezeigt werden, wie eine nach den vorgenannten Gesichtspunkten bearbeitete Ausschreibung aussehen würde. Dabei wird sich zeigen, daß durch die gewählte Abfassung langatmige Erläuterungsberichte überflüssig werden; lediglich für bestimmte wichtige Einzelheiten werden kurze Erläuterungen, z. T. mit Skizzen und Prinzipschaltungen verlangt. Der Abschnitt »Leitungsnetz« gibt gleichzeitig einen instruktiven Anhalt für den Bau von Uhrenleitungsnetzen überhaupt, allerdings ohne alle dafür in Betracht kommenden Ausführungsformen zu berücksichtigen. Die von allen Anbietern streng einzuhaltende Gliederung ihrer Angebote, die sich ohne weiteres aus den Ausschreibungsunterlagen ergibt, soll dem Sachbearbeiter die spätere Durcharbeitung und Auswertung des Angebotsmaterials erleichtern.

— 185 — Ausschreibung einer elektrischen Uhrenanlage A. Allgemeine Verdingungsvorschriften, Bestimmungen über Löhne, Nebenkosten, außervertragliche Arbeiten, Liefer- und Baufristen, Vertragsstrafen, Gewährleistung usw. Auf Erläuterungen hierzu verzichten wir, weil sie über unser Thema hinausgehen würden. B. T e c h n i s c h e B e d i n g u n g e n Die Planung u m f a ß t : Eine Uhrenzentrale mit rd. 600 Nebenuhren, die sich auf 5 Gebäude laut beifolgenden Plänen verteilen, dazu L e i t u n g s n e t z und Montage. In je zweifacher Ausfertigung sind beigefügt: Anlage A Punktprogramm für die Uhrenzentrale nebst Stromlieferungsanlage, Anlage B Nebenuhren-Übersicht (Technik und Preise), Anlage G Leistungsübersicht, Anlage D Leitungsübersicht, Anlage E Montageübersicht, Anlage F Zusammenstellung der Gesamtkosten. Diese Unterlagen sind sorgfältig und verbindlich auszufüllen, Nichtzutreffendes ist zu streichen. In der NU-Übersicht sind die angebotenen Ausführungsformen in den betreffenden Feldern anzukreuzen. Die mit einem + versehenen Positionen sind gesondert kurz zu erläutern; zu den mit zwei + + versehenen Positionen sind außerdem Skizze bzw. Prinzipschaltung beizufügen. Die Unterlagen A bis F sind in je einer Ausfertigung mit dem Angebot zurückzureichen. Etwaige abweichende Ausführungen, Ergänzungsvorschläge usw. sind in einem besonderen Angebot einzureichen. 1. U h r e n z e n t r a l e F ü r die Ausführung ist das beigefügte Punktprogramm A maßgebend. Zum Angebot vom

der Firma

Anlage A

A. P u n k t p r o g r a m m zur Uhrenzentrale und Stromlieferungsanlage 1. Zwei Hauptuhren, jede mit einem 1 / 1 Sekundenpendel. 2. HU I mit Nickelstahlpendel mit Kompensationseinrichtung, Feinregulierteller, Sekundenkontakt ( + + ) zum Betrieb von Sekundennebenuhren und Synchronisierungseinrichtung ( + + ) .

—

186

—

3. HU I I mit Holzpendel und Synchronisierungseinrichtung Kontroll-Milliamperemeter.

mit

Die folgenden Positionen 4 bis 10 gelten für beide Hauptuhren. 4. Phasenschauzeichen. 5. Gewichtsantrieb mit selbsttätigem elektrischen Aufzug. 6. Grahamgang. 7. Die Linienimpulsgabe erfolgt minutlich. 8. Das Auslösen des Impulsgebers erfolgt + + sekundengenau nicht sekundengenau. 9. Die Schaltleistung des HU-Impulsgebers beträgt W. 10. Die Impulsdauer des HU-Impulsgebers beträgt s. + + 1 1 . Das Umschalten von HU I auf HU II erfolgt, wenn HU I gestört ist, s e l b s t t ä t i g . 12. Eine dauernde selbsttätige Überwachung der HU II auf Betriebsbereitschaft e i n s c h l i e ß l i c h ihrer Impulsgebeeinrichtung + + findet statt findet nicht statt. 13. Störungen und betriebfewichtige Vorgänge zeigen sich selbsttätig an a) durch ausschaltbare Leuchtinschriften b) durch ausschaltbare Wecker. 14. Die Linienimpulsgabe in die NU-Linien erfolgt + durch polarisierte Relais (Linienrelais) + durch Relaisketten. 15. Die Anzahl der Linienrelais beträgt Die Anzahl der Relaisketten beträgt 16. Die Schaltleistung der Linienrelais beträgt Watt, der Relaisketten Watt. Die Linienkontakte bestehen aus 17. Außer dem Linienrelais bzw. der Relaiskette gehören zu jeder NU-Linie, in die Schalttafel eingebaut: a) 1 Kontrollnebenuhr, b) 1 Fortsteller, c) 1 Abschalter, d) 2 Liniensicherungen, + e) selbsttätige Sicherungsüberwachung mit hör- und sichtbarem Überwachungssignal. + 1 8 . Erdschlußüberwachungseinrichtung mit hör- und sichtbarem Überwachungssignal. 19. Die Betriebsspannung beträgt Volt.

20. Alle unter Strom periodisch betätigten Kontakte sind mit Funkenlöschung versehen und, soweit erforderlich, rundfunkentstört. Stromlieferungsanlage 21. Zwei Sammlerbatterien von je Zellen mit einer Leistung von Ah, Type Fabrikat 22. Die Ladung, für die Wechselstrom von 220 V zur Verfügung steht, erfolgt aus einem Type Fabrikat 23. Die Batteriespannung wird dauernd überwacht; bei sinkender Spannung erfolgt Umschaltung von Batterie I auf Batterie II und umgekehrt + + selbsttätig nicht selbsttätig. 24. Unter normalen Betriebsverhältnissen soll eine Batterieentladeperiode etwa 14 Tage dauern. 25. Die Stromversorgungsschalttafel enthält . . Strommesser . . Spannungsmesser als Drehspulinstrumente . . Ohmmeter . . Kontaktvoltmeter . . Handumschalter (Paketschalter), . . Sicherungen, . . Leuchtinschriften. 26. Schalttafeln aus lackiertem Stahlblech in Standgerüst, Hauptuhren in besonderen staubsicheren Gehäusen mit verschließbaren Glastüren, rückwärtiger Schalttafelzugang durch zwei seitliche Türen, rückwärtiges Podest. Gesamtaufbau der Zentrale gemäß beizufügender Zeichnung Maßstab" 1 : 10, aus der auch die Art der Einführung und Anschließung der Batterie- und Netzleitungen ersichtlich sein muß. 27. Spätere Erweiterungen um weitere NU-Linien gemäß Pos. 17 sind möglich bis zu weiteren NU-Linien. Die Erweiterungen erfolgen unter Wahrung eines organischen Gesamtaufbaues a) durch zusätzlichen Einbau in die vorhandenen Schalttafeln, b) durch Einfügen einer (oder mehrerer) weiterer Schalttafeln. Preis vorstehender Uhrenzentrale fertig geschaltet, aber ausschließlich Montage RM

—

2.

188

—

Nebenuhren

E s k o m m e n drei Arten von Nebenuhren zur Verwendung a) Nebenuhren (Minutenspringer) in Normalausführung, b ) Nebenuhren (Minutenspringer) m i t geräuscharmem Werk, -r+

c) Nebenuhren mit kon- oder exzentrischem (Sekundenspringer) mit geräuschlosem Werk.

Sekundenzeiger

F ü r die unter a genannten Nebenuhren kommen drei Größen (Zifferblattdurchmesser) in Betracht Größe 1: 200 m m Größe 2: 250 m m Größe 3 : 400 m m Die unter b genannten Nebenuhren werden nur in Größe 1 und 2, die unter c genannten nur in Größe 2 und 3 verlangt. Z i f f e r b l ä t t e r : weiß mit Minuten- und

Stundenstrichen,

Zeiger: lanzenförmig. Die Zifferblätter der Sekundennebenuhren (c) erhalten s t a t t der Stundenstriche arabische Stundenzahlen 1 bis 12 und Minuten- bzw. Sekundenstriche (bei konzentrischem Sekundenzeiger). Sämtliche Nebenuhren mit Deckglas für Innenräume, in r u n d e m Metall- oder Preßstoffgehäuse zum Aufsetzen auf die W a n d ; die W e r k e für sich möglichst staubsicher gekapselt. Die endgültige Festlegung d e r A n z a h l der zur Verwendung kommenden Arten und Größen behält sich die Bauleitung vor. Der vorläufigen Errechnung der Gesamtkosten gemäß Anlage F (Zusammenstellung) sind zugrunde zu legen: a) N e b e n u h r e n

normaler

Ausführung

Größe 1: 400 Stück, Größe 2: 80 S t ü c k , Größe 3: 20 S t ü c k . b) G e r ä u s c h a r m e

Nebenuhren Größe 1: Größe 2:

c)

40 S t ü c k , 25 S t ü c k .

Sekundennebenuhren Größe 2: Größe 3:

7 Stück, 3 Stück.

Alles weitere ergibt sich aus den beigefügten Übersichten B und C.

— 189 Zum Angebot vom

der Firma B.

a

b

Anlage B

Nebenuhren-Übersicht

c d e f h i g Nebenuhren in Normalausfuhrung

k

1 a b c d p f g Ii i k 1

200 250 400 Nebenuhren gerauscharm 200 250 Sekundennebenuhren gerauschlos 250

Größe (Zifferbl. 0 ) Schwinganker-Syst. Drehanker-System Doppeldrehanker-Syst. Schaltkl.-Übertrag, Zahnrad-Übertrag, Schneckenrad-Übertr. Preßstoff-Gehäuse Metall-Gehause Listennummer Preis

!

400

Zum Angebot vom

der Firma

Anlage C

C. L e i s t u n g s ü b e r s i c h t Gegenstand

Bti b s - S p a n ng. minSoll hochet dest

MindestKlemmenSpanng

cm/gr Drelik r a f t an der Min.-Well e

NU 200 NU 250 NU 400 Sek. N U 250 Sek. N U 400 HU-Aufzug

—

Linienrelais

—

Relaiskette

—

Schaltleistung je HU-Impulsgeber

Watt

je Linienrelais

Watt

je Relaiskette

Watt

LeistungsAufnahme in W a t t

— 190 — Gesamtstromverbrauch Der Stromverbrauch der Gesamtanlage ausgebaut auf 575 Nebenuhren mit einer durchschnittlichen Leistungsaufnahme von . . . . W a t t je Nebenuhr und bei einer minutlichen Impulsdauer von Sekunden beträgt im J a h r Wattstunden, hiervon entfallen auf die NU-Fortschaltung auf die HU-Aufzüge auf Leuchtinschriften, Wecker und sonstige Überwachungseinrichtungen (geschätzt)

Wattstunden Wattstunden

Summe

W 7 attstunden

3.

Wattstunden

Leitungsnetz

Für das Leitungsnetz sind die »Vorschriften und Regeln für die Errichtung elektrischer Fernmeldeanlagen V. E . F.« ( V D E 0800/1935) maßgebend. Die Lage der Uhrenzentrale, des Batterieraums und der Nebenuhren in den einzelnen Gebäuden ist aus den beigefügten Plänen ersichtlich. Eine zweckmäßige Aufteilung des Leitungsnetzes wird den Anbietern überlassen. Dem Angebot ist eine schematische Übersichtskizze beizufügen, aus der hervorgeht: die Aufteilung des Leitungsnetzes, Anzahl der NU-Linien sowie die Anzahl der Nebenuhren, die jeder Linie zugeteilt sind, und die A n z a h l d e r N e b e n u h r e n , u m d i e j e d e L i n i e e r weitert werden kann. Die Verbindung zwischen den einzelnen Gebäuden erfolgt durch armiertes zweiadriges Erdkabel mit beiderseitigen vergossenen Kabelendverschlüssen. Die Erdarbeiten werden bauseitig ausgeführt. Das gesamte Innenleitungsnetz ist einheitlich in NGA-Draht zu verlegen, und zwar a) S t e i g e l e i t u n g e n in eisen verbleitem Isolierschutzrohr in den bauseitig vorgesehenen Kanälen. b) S t a m m l e i t u n g e n in den für die übrigen Fernmeldeanlagen vorgesehenen Winkelrinnen, Paneelen usw. c) A b z w e i g l e i t u n g e n (Stichleitungen) wie a, jedoch u n t e r P u t z ; die Abzweigungen sind unter Verwendung von Abzweigdosen als verlötete Spitzverbindungen herzustellen. Einführung bei den Nebenuhren unsichtbar.

— 191 — d) S p e i s e l e i t u n g e n (zwischen Batterie und Zentrale) wie a, teils offen, teils unter Putz. Leitungsquerschnitte

und

Isolationswiderstand

E s ist anzugeben, ob das gesamte Leitungsnetz einen e i n h e i t l i c h e n Querschnitt besitzt oder ob abgestufte Querschnitte verwendet werden zu dem Zweck, Widerstands- unfr Spannungsunterschiede innerhalb der einzelnen NU-Linien in möglichst engen Grenzen zu halten (z. B. Erdkabel 2,5 mm 2 , Steige- und Stammleitungen 1,5 mm 2 , Abzweigleitungen 1 mm 2 ). Mindestisolationswiderstand des gesamten gegen Ader und Ader gegen Erde: ein Megohm.

Leitungsnetzes

Ader

Einheitspreise Die in der Leitungsübersicht angegebenen Meter-Einheitspreise verstehen sich einschließlich allen Zubehörs (Isolierrohr, Befestigungsmaterial usw.), sowie e i n s c h l i e ß l i c h Montage gemäß Abschnitt 4, Nr. 3. Zum Angebot vom

der Firma D.

Leitungsübersicht

1. Eisenarmiertes 2 adriges Erdkabel mit einem Kupferquerschnitt von . . . m m 2 je Ader laut beifolgender Konstruktionsbeschreibung Preis je lfd. m . In den Preis eingeschlossen sind die anteiligen Kosten für vergossene Kabelendverschlüsse, sonstige Kabelarmaturen und Befestigungsmaterial sowie M o n t a g e ausschließlich Erdarbeiten. 2. Zweidrähtige NGA-Leitung einschließlich Isolier- und Befestigungsmaterial sowie einschließlich Montage Preis je lfd. m a . . . . m m 2 b . . . . mm2 c . . . . mm2 3. Zweidrähtige NGA-Leitung wie vor, jedoch in eisenverbleitem Isolierschutzrohr auf oder unter Putz verlegt, einschließlich Zubehör.

Anlage D

— 192 — Rohr-0: Preis je lfd. m

qmm

j

RM.

a . . . . | c . . . . Gesamtbedarf

" Auf Grund der überlassenen Pläne und gemäß der beigefügten schematischen Übersichtsskizze werden benötigt: m Erdkabel nach Pos. 1 m NGA-Leitung nach Pos. 2a m NGA-Leitung nach Pos. 2b m NGA-Leitung nach Pos. 2c m NGA-Leitung in Isolierschutzrohr auf oder unter Putz verlegt nach Pos. 3 a nach Pos. 3 b nach Pos. 3 c Sa Endgültige Verrechnung erfolgt nach Aufmaß. 4. M o n t a g e Die Montagekosten sind wie folgt aufzuteilen: 1. Aufstellen, Anschließen, Inbetriebsetzen und Einregulieren der Uhrenzentrale und der Stromlieferungsanlage (ausschließlich Starkstromzuführung) in einer f e s t e n P a u s c h a l s u m m e . 2. Anbringen, Anschließen, Einstellen und Inbetriebsetzen in einem Einzelpreis je N e b e n u h r . 3. Die Kosten für die Verlegung des Leitungsnetzes sollen zum Zweck einer vereinfachten Endabrechnung in den Einzelpreis je Meter Doppelleitung der verschiedenen Arten (s. unter D Leitungsübersicht) einkalkuliert sein. In die Montagekosten eingeschlossen ist das Stemmen von Dübellöchern, Einsetzen und Eingipsen; dagegen werden alle Großstemmarbeiten (Wand- und Deckendurchbrüche, Kanäle für Unterputzleitungen usw. sowie das Wiederverputzen) bauseitig ausgeführt. 4. Die Kosten für alle Arbeiten nicht fernmeldetechnischer Art, insbesondere Schreiner-, Schlosser-, Maler- und Maurerarbeiten sind ausgeschlossen und werden im Bedarfsfalle besonders vereinbart.

— 193 — Zum Angebot vom

der Firma E.

Anlage E

Montageübersicht

1. Montage der Uhrenzentrale und Stromlieferungsanlage gemäß 4, Nr. 1 2. Montage von 575 Nebenuhren gemäß 4, Nr. 2 je 3. Montage des Leitungsnetzes gemäß 4, Nr. 3

—

. —

Sa

Zum Angebot vom F.

der Firma

Anlage F

Kostenzusammenstellung

1. Uhrenzentrale und rungsanlage gemäß gramm A

StromliefePunkt-Po-

2. N e b e n u h r e n gemäß s i c h t B b i s C. 400 Stck. a Größe 1 80 Stck. a » 2 » 3 20 Stck. a 40 Stck. b » 1 » 2 25 Stck. b 7 Stck. c » 2 » 3 3 Stck. c

Über-

je je je je je je je 3. Leitungsnetz gemäß Übersicht D 4. Montage gemäß Übersicht E

. . Sa.

S c h e i b e , Uhr.

13

III. Fachausdrücke mit Erläuterungen Die hier gegebene Zusammenstellung von U h r m a c h e r - F a c h a u s d r u c k e n ist. weder vollständig, n o c h erheben die Erläuterungen den Anspruch erschöpfend zu sein. N u r die w i c h t i g s t e n der in diesem B u c h e v o r k o m m e n d e n Fachausdrucke der Uhren- w i e der Fernmeldetechnik sind kurz erläutert, und zwar in einer Art, die möglichst auch dem N i c h t f a c h m a n n verständlich sein soll; mehr zu geben war n i c h t beabsichtigt,. (U) bedeutet, d a ß es sich um einen Fachausdruck des Uhrmacherhandwerks handelt.

A n k e r (U) heißt der u m einen Drehpunkt hin und her schwingende Teil der Hemmung, der den Ablauf des Steigrades regelt und gleichzeitig die von einem Gewicht oder einer Feder kommende Antriebskraft auf Pendel oder Unruhe überträgt, wodurch diese in Schwingung erhalten bleiben. Dabei schwingt der Anker mit zwei Paletten abwechselnd in die Zahnlücken des Steigrades ein (vgl. Grahamgang, Hemmung, Palette, Unruhe). A n k e r a b f a l l (U). Hierunter versteht man bei Pendeluhren das abwechselnde Einfallen der beiden Ankerpaletten in die Steigradverzahnung, wodurch das charakteristische Tick-Tack-Geräusch entsteht. Es soll in möglichst gleichem R h y t h m u s erfolgen, wobei die Uhr senkrecht hängen soll. Die Pendelschwingungen werden durch Verm i t t l u n g der Pendelgabel auf den Anker übertragen (vgl. Seite 13), wobei in der Schönbejrgschen H a u p t u h r die Gabel — die in Wirklichkeit gar keine Gabel, sondern ein Mitnehmerstift ist — n u r in der einen Schwingungsrichtung mitgenommen wird; in der anderen schwingt das Peridel frei zurück, während Anker und Gabel u n t e r dem Einfluß eines kleinen Gegengewichts folgen. Die Mitnahme erfolgt nicht u n m i t t e l b a r durch die Pendelstange, sondern durch eine auf ihr angeordnete Blattfeder, die durch eine Rändelschraube verstellbar ist zu d e m Zweck, den Ankerabfall auf gleichen R h y t h m u s einzustellen (s. Bild 2). A n k e r g a b e l s. Pendelgabel. B e i s a t z r a d (U) ist eine allgemeine Uhrmacherbezeichnung für die verschiedenen Ubersetzungsräder im Gehwerk (s. dieses). D a u e r a u s l ö s e r nennt man eine Einrichtung an H a u p t u h r e n , durch die das Geberlaufwerk von Hand ausgelöst und stillgesetzt wird zu dem Zweck, Stromwechselimpulse in schneller Folge zur Uhrenfortstellung in die Linie zu entsenden. D i f f e r e n t i a l g e t r i e b e . Unter Differentialgetriebe versteht man die Kopplung zweier Wellen durch Zahnräder derart, daß sowohl die eine Welle die andere antreiben als auch jede Welle ihren eigenen An-

— 195 — trieb besitzen kann, wobei sich beide Wellen vollkommen unabhängig voneinander, also nicht nur mit verschiedenen Geschwindigkeiten, sondern sogar entgegengesetzt drehen können. Die bekannteste in der Feinmechanik vielfach verwendete Ausführungsart (Bild 142) besteht aus den beiden »Sonnenrädern«, auf jeder Welle festsitzend eines, und aus dem »Planetenrad«, das mit beiden Sonnenrädern durch Kegelradverzahnung in Eingriff steht. Das Planetenrad ist auf einem A r m , dem sog. »Führer« gelagert, der seinerseits lose (drehbar) auf einer der beiden Wellen sitzt. Sonnerinad Fanghebe] gehört zur Sonnenrad Fangvorrichtung, die in gewissen Drehankersystemen ein Voroder Zurückschleudern des oder DilferoiitinlKctrioIip. Bild 142. der Drehanker verhindert, das ein Falschgehen der betreffenden Nebenuhr zur Folge haben würde. Der Fanghebel (Bild 143) h a t die Gestalt einer Gabel, die dem Anker im Grahamgang ähnelt. In der Nabe des Drehankers (Elektromagnetanker) sitzen vier Stifte (Fangstifte), in deren Bahn die beiden Gabelarme des Fanghebels abwechselnd eingreifen. Da sich der Drehanker bei jedem minutlichen Stromimpuls um 90° dreht, entsteht zwischen den Fangstiften und der Fanggabel folgendes Wechselspiel: In der Ruhelage liegt der obere Gabelarm beispielsweise hinter dem Fangstift 2, womit ein Zurückschleudern des Ankers verhindert ist; der untere Gabelarm liegt außerhalb der S t i f t b a h n . Bei der nächsten Drehung Bild 143 Fanghebel. schleudert Stift 1 den oberen Gabela r m aus der Stiftbahn heraus, womit gleichzeitig der untere in die Stiftbahn eintritt, so daß nach Beendigung der Ankerdrehung Stift 3 gegen den unteren Gabelarm anschlägt, womit ein Vorschleudern des Ankers, d. h. eine Drehung um mehr als 90° verhindert ist. Gleich 13*

— 196 — darauf fällt der Fanghebel mit eigener Schwerkraft in seine Ruhestellung zurück, so daß sich der obere Gabelarm n u n m e h r hinter Stift 1 legt, also ein Zurückschleudern verhindert. Zu der Frage, wieso überhaupt ein Vor- und Zurückschleudern des oder der Drehanker entstehen kann, ist folgendes zu bemerken: Dauert der Stromwechselimpuls lange genug (etwa 2 s), dann k a n n infolge der elektrischen Bremswirkung kein Schleudern entstehen (vgl. S. 33), so daß sich eine Fangvorrichtung erübrigt. Ist dagegen der Stromwechselimpuls aus irgendwelchen Ursachen so kurz, daß der Anker n u r angeworfen wird und sich bei Aufhören des Stromflusses noch in Bewegung befindet, dann würde er ohne Fangvorrichtung nicht nur über 90° hinausschleudern, sondern unter dem Einfluß des permanenten Magneten in die nächste Ruhestellung, im ganzen also um 180° gedreht werden, womit die betreffende Nebenuhr außer Tritt fallen, also falsch, und zwar vorgehen würde. Die Möglichkeit des Zurückschleuderns besteht dagegen an sich überhaupt nicht, sondern sie entsteht erst durch die Fangvorrichtung selbst, nämlich durch das Anschlagen des Stiftes 3 an den unteren Gabelarm. Hierdurch entsteht eine Prellung, durch die der Anker zurückschleudern würde, was jedoch durch den gleich darauf einfallenden oberen Gabelarm verhindert wird. G a b e l v e r b i n d e r (Bild 144) nennt m a n eine zweiteilige Kupplung, durch die die Verlängerungsstücke von Zeigerwellen (s. Zeigerleitung) so miteinander verbunden werden, daß sich die durch Temperaturschwankungen hervorgerufenen Längenänderungen ungehindert ausgleichen können. Der Gabelverbinder besteht aus zwei Verbindungsstücken, die auf die zu verbindenden Wellenenden aufgesetzt und durch Klemmschrauben gehalten werden. Das eine dieser beiden Verbindungsstücke greift mit zwei kräftigen Stiften in zwei Löcher des B i l d 144 anderen, so daß eine Drehbewegung von einer Welle (¡.'ilx'lvcrbinder auf die andere kraftschlüssig übertragen wird, während sich in ihrer Länge beide Wellen verändern können. G e h w e r k . Da nach allgemeinem Sprachgebrauch die in Betrieb befindliche Uhr »geht«, nennt man das Räderwerk, welches die Antriebsk r a f t (Gewicht oder Feder) in zeitgerechte Zeigerdrehung umsetzt, das Gehwerk. Es besteht aus dem Aufzug, den Übersetzungszahnrädern (Beisatzrädern) und der Hemmung (s. diese). Obwohl das Gehwerk seinem Wesen nach ein »Laufwerk« ist, nennt m a n es nicht so, sondern u n t e r Laufwerk versteht man etwas anderes (s. Laufwerk).

— 197 — Gepolter Elektromagnet (polarisierter Elektromagnet). Unter einem gepolten Elektromagneten versteht man einen Kraftmagneten, dessen Eisenkerne über das Joch mit dem einen Pol eines permanenten Stahlmagnetcn magnetschlüssig verbunden sind, so daß die Kerne, solange die Kraftwicklung stromlos ist, in dem gleichen Sinne magnetisch sind wie der Magnetpol, mit dem sie verbunden sind. Wird die Kraftwicklung von Strom durchflössen, dann werden die beiden Eisenkerne zu einem Elektromagneten mit eigenem Nord- und Südpol. Entsprechend der einpoligen Vormagnetisierung wird d a n n der eine Eisenkern beispielsweise einen schwachen Südpol, der andere einen verstärkten Nordpol aufweisen oder umgekehrt, je nach der Stromrichtung, in der die Kraftwicklung durchflössen wird. G r a Ii a m g a n g (U) nennt man eine bestimmte Art von Ankerhemmung, die erstmalig von dem Engländer Graham angegeben wurde. Das äußere Merkmal des Grahamganges liegt darin, d a ß die Ankerpaletten als stählerne Kreisbögen ausgebildet sind, und daß der Mittelpunkt des Bogenkreises gleichzeitig Drehpunkt des Ankers ist (Bild 145). Bilil 1 4 j .

OiMlianiginis

Da der Anker durch das a A n k e r , h, h, I l e b f l a c l i e n . p K m g a n j i b p . i l e l U' Vi A u s g a n g s p a l c t t e . Pendel in Schwingungen versetzt wird, hat jede Palette eine E i n s c h w i n g - und eine A u s Schwingperiode. Innerhalb jeder Ausschwingperiode liegt der Moment, in dem die Palette den jeweiligen Steigradzahn freigibt, der infolgedessen an der schrägen Hebfhiche entlang gleitet und hierbei dem Pendel den neuen Antriebsimpuls erteilt. Nach Verlassen der Hebfläche ist aber die Ausschwingperiode noch nicht beendet, sondern sie dauert an, bis sich die Schwingungsrichtung des Pendels umkehrt. Während der A u s schwingperiode der e i n e n Palette vollzieht sich die Einsclrwingperiode der a n d e r e n , so daß das Steigrad, kurz nachdem die einschwingende Palette im Zahnbereich angekommen ist, erneut angehalten wird. Das Steigrad bleibt infolgedessen in Ruhe, bis sich die Einschwingperiode in die Ausschwingperiode umgekehrt hat, innerhalb deren die erneute Freigabe eines Steigradzahns erfolgt, so d a ß sich das Spiel, n u n m e h r von der anderen Palette gesteuert, wiederholt.

— 198 — Hieraus ergibt sich folgendes: Schwingt die l i n k e Palette 1 ) in eine Zahnlücke ein, dann legt sich der jeweilige Steigradzahn an den ä u ß e r e n Palettenbogen an, so daß das Steigrad gehalten bleibt, bis die wieder ausschwingende Palette den Za^in freigibt. Schwingt die r e c h t e Palette 1 ) ein, dann legt sich der jeweilige Steigradzahn an den i n n e r e n Palettenbogen, so daß das Steigrad wiederum gehalten bleibt, bis die wieder ausschwingende Palette den Zahn freigibt. Das Steigrad ist also jedesmal nur so lange in Bewegung, wie ein Zahn an der Hebfläche entlang gleitet (und zwar abwechselnd einmal an der linken, einmal an der rechten Palette), während der übrigen Schwingungszeit der Paletten aber in Ruhe, weshalb man den Grahamgang als »ruhende Ankerhemmung« bezeichnet, im Gegensatz zur »rückführenden Ankerhemmung« (bekannteste Ausführung: der sog. Hakenankergang), bei welcher das Steigrad nach jeder Fortschaltung durch die jeweils einschwingende Ankerklaue wieder ein Stück zurückgedrückt wird, was eine starke Beeinflussung der Pendelschwingungen zur Folge hat. Durch den Grahamgang wird die Ganggenauigkeit der Pendeluhren erhöht, d. h. Uhren mit dieser Hemmung regulieren sich besser. H e b f l ä c h e (U) nennt man die untere abgeschrägte Fläche der Ankerpaletten, an denen die Steigradzähne nach jeder Freigabe abwechselnd entlang gleiten, wobei der Anker jedesmal um ein Weniges angehoben wird und dabei durch Vermittlung der Pendelgabel dem Pendel einen neuen Antriebsimpuls erteilt (vgl. Grahamgang). H e m m u n g (U) (s. auch Grahamgang) nennt man eine Einrichtung, durch welche der Ablauf eines Laufwerks so geregelt wird, daß er s c h r i t t w e i s e und z e i t a b h ä n g i g erfolgt. Z. B. besitzt jede selbständige Räderuhr eine - Hemmung, für die es zahlreiche Arten gibt. Im Bereich der elektrischen Uhr kommt nur die Ankerhemmung vor, von der allein die Rede sein soll. Ihre Hauptbestandteile sind: a) das Steigrad (auch »Gangrad« genannt), b) der Anker, c) der »Zeitregler« (Pendel oder Unruhe). Das Steigrad ist ein Zahnrad mit einer bestimmten Anzahl eigentümlich geformter Zähne; ihre Anzahl ist abhängig vom zugehörigen »Zeitregler« und beträgt beispielsweise beim Sekundenpendel 30. *) Der U h r m a c h e r n e n n t die linke die »Eingangspalette«, die rechte die »Ausgangspalette «, weil das sich rechtsherum drehende Steigrad mit seinen Zahnen bei der linken P a l e t t e in den Ankerbereich e i n t r i t t , bei der rechten a u s t r i t t .

— 199 — Das Steigrad sitzt fest auf der schnellsten Welle des Laufwerks (Endwell'e) und wird von den Paletten des hin- und herschwingenden Ankers schrittweise zum Weiterlauf freigegeben. Der Druck, den dabei die Zähne abwechselnd auf die Hebflächen der Ankerpaletten ausüben und der von der Antriebskraft ausgeht (Gewicht oder Feder), dient gleichzeitig dazu, den »Zeitregler« in Schwingungen zu erhalten (vgl. Anker, Gehwerk, Grahamgang, Palette). J o c h nennt man den Teil eines Elektromagneten, der die beiden Kerne zu einem U-förmigen Eisenkörper miteinander verbindet. Besteht der Elektromagnet nur aus einem Kern, was z. B. beim Relais der Fall ist, dann ist das Joch rechtwinklig umgebogen und bildet mit dem einen Kern wiederum einen U-förmigen Eisenkörper. Diese bei fast allen Elektromagneten wiederkehrende Gestalt ist die günstigste für eine gute Kraftwirkung. K a r d a n g e l e n k (Kreuzgelenk) (Bild 146) nennt man einen Ring mit zwei uberkreuz angelenkten gabelförmigen Verbindungsstücken, deren jedes ein Wellenende aufnehmen kann, ein treibendes und ein getriebenes. Das Kardangelenk dient somit zur Verbindung zweier Wellen und verhindert Klemmungen bei deren Drehbewegung, die dann eintreten würden, wenn die Wellen nicht mathematisch genau ausgerichtet sind, sondern im Winkel zueinander stehen. Wellen, die in verschiedenen Ebenen liegen, werden durch Doppelkardangelenke verbunden. Kardangelenke werden verwendet bei den Verbindungsgestängen zwischen Motorzeigerlaufwerk und Zeigerwerk (s. Zeigerleitung). K o m p e n s a t i o n (Ausgleich) nennt man den Ausgleich zwischen den durch Temperaturschwankungen hervorgerufenen Längenänderungen und den dadurch bedingten Schwingungsänderungen eines Pendels. Verlängert sich z. B . in der Wärme das Pendel, wodurch sich die Schwingungen verlangsamen, dann wird durch die Kompensation das Pendelgewicht gleichzeitig nach oben gerückt, was eine Beschleunigung der Pendelschwingungen zur Folge hat, so daß sich die durch die Wärme hervorgerufene Verlangsamung der Schwingungen ausgleicht. Verkürzt sich das Pendel in der Kälte, was eine Beschleunigung der Schwingungen zur Folge hat, dann wird durch die Kompensation das Pendelgewicht nach unten verschoben, wodurch sich die Pendelschwingungen verlangsamen, so daß die durch die Kälte hervorgerufene Schwingungsbeschleunigung ausgeglichen wird. Die Kompensation ist wichtig für die Ganggenauigkeit der Pendeluhren (vgl. S. 14).

—

200

—

L a u f w e r k . Unter Laufwerk versteht man mehrere miteinander in Eingriff stehende Zahnräder, die, durch Gewicht oder Feder angetrieben, einer Endwelle eine bestimmte Umdrehungsgeschwindigkeit (Tourenzahl) geben, wie sie erforderlich ist, damit die Endwelle ihrerseits weitere kinetische Vorgänge bewirken kann, z. B. die Betätigung des Gebers in der H a u p t u h r . In manchen Fällen, z. B. beim Geberlaufwerk, m u ß die Ablaufgeschwindigkeit durch eine Luftbremse geregelt werden, was durch den sog. W i n d f a n g geschieht. Meistens besteht er aus einem rechteckigen leichten Blech, das in seiner Längsachse teils nach vorn, teils nach hinten gekröpft ist, so d a ß es auf eine schnelle Laufwerkswelle aufgeschoben werden kann, wo es durch eine Blattfeder mit leichter Reibung gehalten wird (»Friktionskupplung«). Der W i n d f a n g ist demnach eine Art zweiflügliges Flügelrad, das sich sehr schnell dreht und mit zunehmender Schnelligkeit zunehmenden Luftwiderstand zu überwinden hat, woraus sich seine geschwindigkeitsregelnde W i r k u n g ergibt. Daß die. Windflügel nicht fest, sondern n u r mit Reibung auf ihrer Welle sitzen, h a t den Zweck, vorzeitigen Verschleiß der Zahnräder zu verhindern, die sonst beim plötzlichen Stillsetzen starken Beanspruchungen ausgesetzt sein und sich infolgedessen schnell abnützen würden. S. a. Zeigerlaufwerk. L u f t b r e m s e = Windfang, s. Laufwerk. M o t o r z e i g e r l a u f w e r k s. Zeigerlaufwerk. N a c h l a u f e i n r i c h t u n g nennt m a n eine Einrichtung, durch die Nebenuhren, die infolge Stromaussetzens stehengeblieben sind, beim Wiedereinsetzen des Stroms selbsttätig auf die richtige Zeit nachgestellt werden. Die Einrichtung ist besonders wichtig für Motorzeigerlaufwerkc (Turmuhren), die unmittelbar aus einem Starkstromnetz gespeist werden, in denen der Strom öfters aussetzt, z. B. in Überlandnetzen (näh. s. S. 108). P a l e t t e (U) nennt m a n einen flächigen Stift, der die Aufgabe h a t , zwei bewegliche Teile v o r ü b e r g e h e n d und z e i t g e n a u kraftschlüssig miteinander zu verbinden, z. B. Anker und Steigrad (vgl. Anker (U)). Ein weiteres Kennzeichen der Palette ist, daß sie einfällt (z. B. in eine Lücke) oder einschwingt und hierdurch eine neue Bewegung unmittelbar oder mittelbar auslöst oder eine bestehende Bewegung anhält (»arretiert«). In kinematischen Konstruktionen der Feinmechanik findet die Palette vielfache Anwendung. P e n d e l g a b e l (vgl. Bild 2 S. 13), auch Ankergabel genannt, stellt die kraftschlüssige Verbindung zwischen Anker und Pendel her. Die Pendelgabel ist ein einarmiger Hebel, der mit dem einen Ende

—

201

—

fest auf der Ankerwelle silzl, so daß er die Ankerschwingungen mitm a c h t . Das andere E n d e ist rechtwinklig umgebogen und gabelförmig ausgebildet. Die Gabel u m f a ß t das Pendel, so daß die Pendelschwingungen durch die Pendelgabel auf den Anker übertragen werden. Andererseits überträgt die Gabel die von den Hebflächen des Ankers kommenden Antriebsimpulse auf das Pendel (vgl. Grahamgang, Hebfläche). Pendelsynchronisierung

s. Synchronisierungseinrichtung.

P h a s e n s c h a u z e i c h e n nennt man eine i m Zifferblatt der Hauptuhr h i n t e r einem kleinen Fenster abwechselnd rot und weiß erscheinende Signalscheibe, die v o m Geberlaufwerk über T r i e b und Zahnrad b e t ä t i g t wird und die jeweilige Phasenstellung des Gebers anzeigt. E s k o m m t nur für die b e i d e n Hauptuhren einer Uhrenzentrale in B e t r a c h t , deren G e b e r stets gleichphasig laufen müssen, damit im Falle der Betriebsübernahme durch die Reservehauptuhr kein Fortschaltimpuls in den NU-Linien ausfällt, was ein Zurückbleiben sämtlicher Nebenuhren um 1 min zur Folge haben würde. P l a t i n e (U). Platinen nennt der Uhrmacher die Gestellplatten, zwischen denen die Zahnräder, Triebe und Wellen eines Geh- oder Laufwerks angeordnet sind, wobei die Platinen den Wellenzapfen als L a g e r dienen. S t a r k e Platinen gelten als ein Zeichen für die gute Qualität des betreffenden W e r k e s . Polarisierter ,Elektromagnet

s. Gepolter E l e k t r o m a g n e t .

P o l s c h u h n e n n t man ein auf den Kern eines Elektromagneten aufgesetztes E i s e n s t ü c k . Bei einer vielfach verwendeten Ausführungsart, bei der beide K e r n e eines zweischenkligen (U- oder hufeisenförmigen) E l e k t r o m a g n e t e n m i t j e einem Polschuh ausgerüstet werden, bildet deren F o r m an den gegenüber stehenden Seiten einen Kreisausschnitt entsprechend der B a h n eines konzentrischen Drehankers zu dem Zweck, zwischen Anker und Polen einen möglichst kleinen Luftspalt zu haben, wodurch der Kra,ftlinienfluß begünstigt und die Anzugskraft erhöht wird. R e l a i s n e n n t man einen elektromagnetisch betätigten Schalter, durch den ein oder mehrere Stromkreise ein-, aus- oder umgeschaltet werden können. E s besteht aus dem Kern m i t Wicklung, dem J o c h und dem drehbar gelagerten Anker. L e t z t e r e r b e t ä t i g t im Anziehen einen oder mehrere Federsätze, die nach B e d a r f Arbeits-, Ruhe- oder W e c h s e l k o n t a k t e sein können. Sobald die W i c k l u n g vom S t r o m durchflössen wird, wird der Anker angezogen und schaltet dabei den oder die Federsätze um. Hört der Stromfluß auf, dann kehrt der Anker u n t e r dem E i n f l u ß der Federsätze in seine Ruhelage zurück (er »fällt ab«), ebenso die Federsätze. Der A n k e r h a t eine gewisse »Ansprechund Abfallzeit«, die bei normalen Relais wenige Millisekunden betragen, a b e r durch besondere Maßnahmen um ein Vielfaches verlängert werden

—

202

—

können, und zwar entweder nur die Ansprechzeit oder nur die Abfallzeit oder beide. Solche Relais heißen Verzögerungsrelais. Von besonderer Art ist das gepolte (polarisierte) Relais, dessen Anker nur dann anspricht, wenn die Wicklung in einer bestimmten Richtung vom Strom durchflössen wird (s. gepolter Elektromagnet). Hierzu gehören auch Relais mit Kippanker, der nach Aufhören des Stromflusses in seiner jeweiligen Stellung verbleibt. Beim Wechseln der Stromrichtung kippt er in die entgegengesetzte Stellung und betätigt dabei Kontakte (Beispiele s. Bild 62 u. 79). S. a. Linienrelais Seite 81. S o l e n o i d nennt man die auf eine Spule aufgebrachten Umwindungen eines isolierten Drahtes, innerhalb deren, wenn sie von Strom durchflössen werden, ein magnetisches Feld entsteht. Zur Erzielung einer Kraftwirkung wird ein beweglicher Eisenkern in die Spule hineingezogen. Hört der Stromfluß auf, dann fällt der Eisenkern entweder mit eigener Schwerkraft in seine Ruhelage zurück oder er wird durch eine Feder zurückgezogen. Anwendungsbeispiel: Selbsttätiger Aufzug der Allstromuhr (Seite 177). S y n c h r o n i s i e r u n g s e i n r i c h t u n g . Soweit die Bezeichnung für Uhren angewendet wird, versteht man darunter eine Einrichtung,, durch die ein oder mehrere Pendel auf elektromagnetischem Wege gezwungen werden, in genau dem gleichen Rhythmus zu schwingen wie ein maßgebendes Hauptpendel, was eine vollkommene Ganggleichheit der betreffenden Uhren zur Folge hat. Wie Bild 147 schematisch zeigt, besteht die Einrichtung, beispielsweise an Sekundenpendeln, aus dem Sekundenkontakt s am Pendel / (dem Hauptpendel) und einem unter dem Pendel I I angeordneten Elektromagneten k, w -''+ qjf j|j dessen Anker a am unteren Peni 2r delstangenende angebracht ist. Biid 147. syneiironiMcruiiyseiiineiiiung. 13er Elektromagnet sitzt seitlich und ist nach links und rechts verstellbar. Hierdurch ist es möglich, den Durchgang des Ankers durch das Kraftlinienfeld zeitlich so einzustellen, daß die von der .Hauptpendelschwingung abweichende Schwingung bei Wirksamwerden des Kraftmagneten entweder gehemmt oder beschleunigt wird.

— 203 — Wenn beide Pendel ihre Rechtsschwingung nahezu beendet haben (also kurz vor der Umkehrung zur Linksschwingung stehen), schließt sich am Pendel / der Sekundenkontakt s, wodurch der K r a f t m a g n e t Strom erhält. Zu der gleichen Zeit steht aber — infolge entsprechender Einstellung — der Anker a des Pendels II so im Anzugsbereich des K r a f t m a g n e t e n , daß sich eine etwaige Abweichung von der Schwingung des Hauptpendels zwangsläufig korrigiert. Nach links schwingen beide Pendel frei; die Synchronisierung wird demnach n u r nach jeder zweiten Sekunde wirksam. In den Stromkreis wird ein Überwachungs-Milliamperemeter geschaltet, dessen Zeigerausschlag nach jeder zweiten Sekunde anzeigt, daß die Synchronisierung in Tätigkeit ist. Die Einrichtung gehört zur Regelausstattung der beiden Hauptuhren in Uhrcnzentralen. S t e i g r a d (U) s. Hemmung. T h e r m o r e l a i s nennt m a n eine selbsttätige Schalteinrichtung mit langer Ansprechzeit zum Schließen oder Öffnen e i n e s Kontaktes, die nicht elektromagnetisch, sondern durch Elektrowärme betätigt wird. Die Einrichtung besteht aus einem mit Drahtwindungen umgebenen Bimetallstreifen (Streifen aus zwei Metallen von verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten, z. B. Nickel und Neusilber). Werden die Windungen von Strom durchflössen, dann erwärmt sich der Bimetallstreifen nach und nach, wobei er sich infolge der verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten nach einiger Zeit wirft und hierbei einen K o n t a k t schließt oder öffnet. Auch zum rein mechanischen Auslösen wird der sich werfende Streifen mitunter benutzt. Durch Stromverstärkung oder -Schwächung kann die Ansprechzeit in den Grenzen von etwa 0,5 bis 3 min mittels regelbarem Vorschaltwiderstand nach Bedarf eingestellt werden. (Anwendungsbeispielc s. Bild 35 und 37.) T r i e b (U) (Bild 148) nennt man im allgemeinen ein kleines Zahnrad m i t wenig Zähnen, das zusammen mit Welle und Zapfen aus

Bilil 148.

Trieb.

e i n e m Stück Rundstahl hergestellt (gedreht) wird. Welle und Zapfen werden aus dem Vollen gedreht, während die Zähne unmittelbar in das stehengebliebene Stück eingeschnitten werden.

— 204 — T r o n i a l i t m a g n e t nennt man einen nach einem neuzeitlichen Preßverfahren hergestellten permanenten Magneten. E r besteht aus gepulvertem Stahl und aus einem Preßstoff, die zu einer preßbaren Masse gemischt werden. Die Masse kann zu beliebigen Formstücken gepreßt werden, die, nachdem sie auf elektromagnetischem Wege magnetisiert sind, die Eigenschaften permanenter Stahlmagnete annehmen. U n r u h e (U) nennt man den zeitregelnden Teil der Hemmung, der im Gegensatz zum Pendel lageunabhängig arbeitet. Die Unruhe ist ein kleines Schwungrad, das durch eine Spiralfeder, mit deren innerem Ende es verbunden ist, in hin- und hergehende (pendelnde) Schwingungen versetzt wird und hierbei den das Steigrad schrittweise freigebenden Anker betätigt. Im Bereich der elektrischen Uhren finden wir die Unruhe bei der Schiffshauptuhr (S. 101) sowie bei Batterie- und Allstromuhren (S. 174ff). Vgl. Anker und Hemmung. V e r z ö g e r u n g s r e l a i s s. Relais. W e l l e . Unter »Welle« versteht man den drehbaren Träger von Rädern, Scheiben, Hebeln u. dgl. (z. B. Steigradwelle, Minutenwelle, Zeigerwelle usw.). Meist ist die Welle in Zapfen gelagert. W i n d f a n g (U) s. Laufwerk. W i n k e l r ä d e r w e r k (Bild 149) nennt man eine Anordnung von Zahnrädern mit Kegelradverzahnung zur Übertragung der Drehbewegung einer Zeigerwelle auf eine oder mehrere rechtwinklig abgehende Abzweigungen, wie sie beispielsweise zum Betrieb zweier Zeigerwerke durch ein gemeinsames Motorzeigerlaufwerk oder zur Umleitung von Zeigerleitungen erforderlich sind. Die Einschaltung des Winkelräderwerks in die Zeigerleitungen erfolgt über Kardangelenke (s. dieses).

Bild

140

'W m k e l r a d e r w e r k ,

ü

natürlicher

Große

Z e i g e r l a u f w e r k (U). Zeigerlaufwerke kommen hauptsächlich für Großuhren in Betracht f ü r den Antrieb eines oder mehrerer räumlich

— 205 — getrennt angeordneten Zeigerwerke (s. dieses). Man versteht unter einem Zeigerlaufwerk mehrere in einem bestimmten Übersetzungsverhältnis untereinander in Eingriff stehende Zahnräder (»Zahnrad-Vorgelege« nennt sie der Maschinenbauer), durch welche die von einer schnelllaufenden Antriebskraft, z. B. einem Elektromotor, ausgehenden Umdrehungen so weit ins Langsame übersetzt werden, daß die letzte Zahnradwelle in 60 min eine volle Umdrehung macht und infolgedessen unmittelbar mit der Minutenwelle des Zeigerwerks gekuppelt werden kann. Bei minutlicher Auslösung der Antriebskraft, z. B. bei minutlicher Einschaltung eines Motors, besitzt das Zeigerlaufwerk eine selbsttätige Kontakteinrichtung, die den Motor wieder ausschaltet, wenn die letzte Welle eine Teilumdrehung von 6° (das entspricht dem Weg, den der Minutenzeiger für 1 min zurücklegt) gemacht hat. Ein durch Elektromotor angetriebenes Zeigerlaufwerk heißt Motorzeigerlaufwerk. Z e i g e r l e i t u n g (U) nennt man die Verbindungsgestänge zwischen dem Gehwerk einer Turmuhr (oder einem Motorzeigerlaufwerk) und dem Zeigerwerk. Demnach ist die Zeigerleitung eine verlängerte Minutenwelle, die an ihren beiden Enden über Kardangelenke (s. dieses) mit Geh- und Zeigerwerk verbunden ist, während die einzelnen Verbindungsstücke durch Gabelverbinder (s. diesen) miteinander gekuppelt sind. Richtungsänderungen der Zeigerleitung (Umleitungen) werden durch Winkelräderwerke überbrückt (s. dieses). Z e i g e r w e r k (U). Unter Zeigerwerk versteht man die zum unmittelbaren Zeigerantrieb erforderlichen Einrichtungen, die sich in jeder

Bild 150. Z e i g e r w o r k , ' / „ n a t ü r l i c h e r G r o ß e n Minutenwelle. bl S t u n d e n z e i g e r , a, Minutenzeiger, l>, S t u n d e n r a d , ri» M i n u t e n r a d , c Wechselrad, i> S t u n d e n r o h r . d Wechseltrioh.

Uhr finden (Minuten- und Stundenrohr und Wechselgetriebe), aber selten besonders erwähnt werden.

—

206

—

Wenn das Zeigerwerk als solches besonders genannt wird, dann ist es in der Regel gesonderter Bestandteil einer T u r m u h r , der räumlich vom eigentlichen Uhrwerk (Gehwerk oder Motorzeigerlaufwerk) getrennt ist und n u r durch die Zeigerleitung (s. diese) mit dem Uhrwerk in Verbindung steht. Die wesentlichen Bestandteile des Zeigerwerks sind die Minutenwelle a, die den- Minutenzeiger at t r ä g t , das Stundenrohr b, das den Stundenzeiger b1 trägt, das Wechselgetriebe; dieses besteht rädern dem dem dem

aus folgenden miteinander in Eingriff stehenden ZahnMinutenrad a2 (fest auf der Minutenwelle), Stundenrad b2 (fest auf dem Stundenrohr), Wechselrad c mit Trieb d.

Das Wechselgetriebe hat den Zweck, Minutenwelle und Stundenrohr in einem Übersetzungsverhältnis von 1 2 : 1 derart miteinander zu kuppeln, daß sich beide Wellen in der g l e i c h e n Richtung, nämlich im Uhrzeigersinne drehen. Der Antrieb erfolgt an der Minutenwelle, die ihrerseits unmittelbar mit dem Uhrwerk (Gehwerk oder Motorzeigerlaufwerk) verbunden ist:

Sachverzeichnis Die m i t e i n e m * v e r s e h e n e n W o r t e sind u n t e r d e n F a c h a u s d r u c k e n e r l ä u t e r t

Allstromuhr 176 Anschlußuhr (AU) 70, 78 Anstrahlbeleuchtung 146 Anwerfeinrichtung 156 Astronomische Schalterbetatigung 51, 52 Astronomische Schaltuhr 50 Aufzug, elektrischer 15, 164 Ausgangspalette 197 Auslosefahne 20 Ausschreibung 185 Auswerteglasstab 75 Bandbremse 131 Batterieuhr 173, 174 *Beisatzrad 194, 196 Bremse, elektrische 33 Bremsluftmagnet 132 *Dauerausloser 19, 21, 103, 118 •Differentialgetriebe 19, 84, 107, 105 Drehkraft 189 Einbatteriebetrieb 180 Einfachdrehanker 30 Eingangspalette 197 Elektromagnetismus, Grundgesetze 28 Erdschlußubervvachung 76, 90, 91, 93, 94 •Fanghebel 33, 195 Feinregulierungsgewichte 15, 66 Feinstregulierung 15, 66 Fortsteller 98 Fortstellmotor 171 Frequenzuhren 166 Funfminutenrad 37, 38, 41 *Gabelverbinder 111, 196 Gangreserve 22, 162, 163, 182 Gangsperre 80 Geber 16, 17, 18 Geberlaufwerk 18 Geräuscharme Nebenuhr 34 Geräuschlose Nebenuhr 35 *Gehwerk 196 *Grahamgang 11, 197

Grau 32 Großanlage 87, 184 Großsteuerwerk 119 Grundgesetze des Elektromagnetismus 28 Haltezahn 122, 127 Ilammerzugwerk 131 •Hemmung 11, 198 Indirekte Zeigerbeleuchtung 151, 152 Indirekter Schrittschaltantrieb 123, 164, 178 Jahresscheibe 52, 53, 54, 57 Jahresscheibenubersetzung 52 Kalenderhebel 52 •Kardangelenk 199 Kassettenzeiger 148, 150 Kippdrossel 180 Kleinanlage 87 Kleinsteuerwerk 127 Kontaktvoltmeter 96, 97 Korrekturrelais 137 Korrekturschlagen 126 Lampentransparent 90 Langsamlaufer 155 Leistungsiibersicht 185, 189 Leuchtinschrift 90 Linienrelais 81 Liniensatz 92, 93 MEZ-Feinregulierung 66 MEZ-Regulierung 60 Minutenstaffel 121, 122 Mittlere Anlage 87 Morseleitupg 60 Morserelais 61 Morseschreiber 61 Motorschlagwerk 118 Motorschlagwerk mit zwei Steuerwerken 140, 141 Motorzeigerlaufwerk 104 Musterausschreibung 184

—

208

»Nachlaufeinrichtung 108, 200 Nachlaufrelais 137 Negative Anstrahlung 146 Netzanschlußgerät 181 Normalzeit 69 NZ-Regulierung 69 •Palette 106, 197, 200 Palettenhebel 121, 128 Parabolspiegel 151 Pendel 12 Pendelaufhängung 13 Pendelentkupplung 80 *Pendelgabel 13, 200 *Phasenschauzeichen 86, 92, 186, 201 Phasenstellung 99 Planetengetriebe 19 Planung und Ausschreibung 181 Positive Anstrahlung 146 Präzisionsauslosung 20 Primarelement 179 Punktprogramm 185 Quecksilberschalter 55, 121, 124, 128, 141 Rechen 119 Rechenruckstellung 123 Reguliergewicht 66, 67 Regulierlinie 71 Regulierperiode 72, 76 Regulierteller 15, 66, 67 'Relaiskette 186, 189 Riefler-Pendel 12 Ruhestromtelegraphenleitung 60 Ruckstellmagnet 121 Sammler 179 Schalthebelubersetzung 54 Schaltleistung 189 Schaukelanker 29 Schiffsuhrenanlage 100 Schiffsuhrenzentrale 101 Schlagwerks-Richtigstellung 126 Schnellaufer 155 Schönbergaufzug 15 Schrittschaltantrieb 123 Schwunghebel 175 Schwungscheibe 156 Sekundenkontakt 24 Sekundennebenuhr 35 Selbstanlaufender Synchronmotor 158 Signaluhren 36 Signal V e r t e i l e r 47 Signalzusatz 37

—

Signalzusatz mit Mehrfachschaltung 40 Signalzusatz mit 2 %-Minuten-Abstand 45 Solenoid 177 Sperrung 79 Spiegelreflektor 150 Starter 157 Streifenlocher 74 Stromlieferungsanlage 88 Stromversorgung 179 Stromversorgungsfeld 94 Stundenrechen 121, 123 Stundenschlag 125 Stundenstaffel 123 »Synchronisierungseinrichtung 90, 186,, 202

Synchronmotor 153, 154, 157 Synchronuhr 153 Teller (Regulierteller) 15, 66, 67 *Thermorelais 47, 48, 49, 50, 203 Trockenelement 179 *Tromalitmagnet 24, 25, 31, 204 Turmuhrausloser 113 Turmuhrgehwerk 114 Turmuhrzifferblatter 144 Uhrenleitungsnetze 70, 190 Uhrenzentrale 88 Überwachungskontakt 138 Unruhankergang 101, 177 Verzogerungsrelais 64, 202 Viertelstundenrechen 121, 122 Viertelstundenschlag 124 Vierundzwanzigstundenrad 37 Vollschlag 118 Wagner 32 Wechselgetriebe 205 Wechselrelais (Differentialrelais) 83 Westminsterschlagwerk 132 »Windfang 200, 204 »Winkelraderwerk 204 Wochentagsschaltwerk 41 Zahlkontakt 131, 135, 137 Zahlmagnet 123 »Zeigerlaufwerk 204 »Zeigerleitung 111, 205 »Zeigerwerk 111, 205 Zeitzeichen 60, 166 Zeitzone 102, 103 Zentraluhr (ZU) 69, 73 Zifferblattbeleuchtung 145 Zweibatteriebetrieb 180 Zwillingsdrehanker 32